Защита дыхательных путей и осуществление адекватного поступления воздуха в легкие являются важными задачами врача анестезиолога-реаниматолога. Поддержание проходимости дыхательных путей осуществляется различными методами, лидирующее место среди которых занимает интубация трахеи. Ежедневно выполняя эту манипуляцию, мало кто задумывается о том, какой путь развития она прошла до современного ее вида. В настоящей статье освещаются история обеспечения проходимости дыхательных путей и эволюция эндотрахеальных трубок, а также уделено внимание применению их в области торакальной анестезиологии.

Довольно сложно определить единственного создателя техники управления дыхательными путями или первый инструмент для поддержания проходимости дыхательных путей, так как некоторые из них имеют более чем 4000-летнюю историю. Методики устранения асфиксии описаны в древнеиндийских и древнеегипетских книгах по медицине [1]. Однако исследователи в числе первых выделяют Гиппократа, который описал интубацию трахеи для устранения асфиксии [2]. Знания греческих асклепиев были переняты римскими эскулапами и по мере роста империи распространились во все ее уголки. В эпоху раннего христианства отмечался резкий спад интереса к науке в целом, и центр знаний переместился в арабский мир. Медицина, как и другие науки, стала продолжением идей, отраженных в трудах античных мыслителей. Написанный в первой половине XI века выдающимся арабским врачом Ибн Синой, более известным как Авиценна, трактат «Канон Медицины» лишь в XVI веке переведен на латынь. Авиценна писал: «…а иногда ввести в рот, продвигая по горлу (глотке) канюлю, выполненную из золота, серебра или другого подходящего материала для помощи вдохновения» [3]. Но в XV веке нарастающее религиозное противостояние привело в упадок арабскую цивилизацию. В Европе же наоборот началась эпоха Ренессанса. Она характеризовалась переосмыслением античных трудов, переводом и анализом текстов арабских ученых. Восставая из пепла, подобно птице Феникс, вновь возник интерес к медицине, а также происходил расцвет ее как науки.

В первой половине XVI века врач и преподаватель из Базеля Paracelsus [4] впервые провел реанимацию пациента с асфиксией при помощи воздушного мешка, соединенного с трубкой, помещенной в полость рта пациента. А первая задокументированная интубация трахеи проведена выдающимся бельгийским анатомом A. Vesalius [5] в 1543 г. Он выполнил свинье трахеотомию, установил трубку из тростника в трахею, открыл грудную клетку и осуществил искусственную вентиляцию легких, вдувая воздух через трубку при помощи мехов. Эта манипуляция намного опередила свое время.

Развитие интубации трахеи претерпело немного изменений, однако потребность в эффективных реанимационных методах становилась более очевидной. Впервые интубация трахеи во время реанимационных мероприятий выполнена в 1754 г. хирургом B. Pugh [6], который разработал «воздуховодную трубку», выполненную из скрученной проволоки, обтянутой снаружи мягкой кожей (рис. 1).

В 1788 г. хирург C. Kite [7] описал несколько случаев успешной реанимации утопленников с помощью вдувания воздуха в изогнутую металлическую канюлю, вслепую установленную в трахею (рис. 2).

В 1793 г. французскому хирургу P. Desault [8] удалось избежать широко применяемой в те времена трахеотомии при проведении искусственного дыхания пациенту с обструкцией верхних дыхательных путей за счет использования гибкого катетера, введенного через рот в гортань. Этот метод поддержания проходимости дыхательных путей на некоторое время стал распространенным во Франции.

Интерес к интубации трахеи в этом столетии лишь возрастал. В 1806 г. F. Chaussier [9] изобрел изогнутую металлическую канюлю, которую он устанавливал вслепую в трахею новорожденного, а затем проводил искусственную вентиляцию легких путем вдувания через нее воздуха (рис. 3).

Как это ни парадоксально, но немаловажную роль в развитии методики интубации трахеи сыграла бактерия Corynebacterium diphtheria (бацилла Леффлера), вызывающая дифтерию. В XIX столетии эпидемия дифтерийного крупа имела разрушительные последствия для населения Европы. Причиной смерти чаще всего была асфиксия, развивающаяся вследствие закупорки дыхательных путей дифтерийной пленкой или их обтурации на фоне воспалительного отека. До появления метода интубации трахеи единственным выходом, доступным для предотвращения асфиксии, была экстренная трахеотомия. У детей эта процедура дополнительно осложнялась ввиду малого размера трахеи и ее легкой смещаемости. Смертность от дифтерии была выше 70% даже после экстренной трахеотомии, а у пациентов, которым выполнили трахеотомию с последующим формированием трахеостомы, часто развивались послеоперационные стенозы трахеи [12].

Попытки совершенствовать методику обеспечения проходимости дыхательных путей продолжались, и в 1839 г. J. Dieffenbach [13] выполнил катетеризацию гортани больного с дифтерией, но неудачно. В 1855 г. известный французский врач J. Reybard [14] сообщил об использовании катетера для обеспечения проходимости гортани при дифтерии. Эти попытки и эксперименты послужили последующему развитию метода. И уже в 1858 г. E. Bouchut [15] придумал, как обойтись без выполнения трахеотомии при обтурации верхних дыхательных путей, вызванной дифтерией. При помощи изогнутого проводника он устанавливал небольшую прямую металлическую трубку на уровне голосовой щели и оставлял ее на несколько дней, закрепив вокруг головы пациента шелковой нитью. Из 7 пациентов, у которых была применена эта методика, выжили только 2, причем оба из тех, кому впоследствии выполнена трахеотомия. Но сама идея стентирования трахеи трубкой, выступающей в качестве искусственного дыхательного пути, была инновационной.

Первая половина XIX века также отмечена широким развитием хирургии верхних дыхательных путей, что в свою очередь привело к заметному росту заболеваемости послеоперационными пневмониями. Особое внимание уделялось проблеме предотвращения аспирации крови и инородных тел во время таких операций. F. Trendelenburg [16] предложил решение этой проблемы — тампон-канюлю, которая представляла собой изогнутую металлическую трубку для трахеотомии с турундой. Доработав эту трубку в 1869 г., он изобрел первую надувную манжету, представлявшую собой резиновую трубку с тонкими двойными стенками, прикрепленную по наружной поверхности трахеостомической трубки. Хотя канюля и препятствовала попаданию инородных тел в трахею, отказаться от трахеотомии как методики поддержания проходимости дыхательных путей при операциях на голове и шее было невозможно, ученые продолжали поиск решений данной проблемы.

В 70-х годах XIX века хирург W. Macewen [17, 18] экспериментировал с простыми резиновыми или каучуковыми катетерами для предотвращения обструкции верхних дыхательных путей. Результатом этих экспериментов стал ряд трубок на основе гибкой металлической конструкции, которые он использовал в качестве средства защиты дыхательных путей при операциях в полости рта. В 1880 г. он разработал металлическую эндотрахеальную трубку, оснащенную губчатой манжетой, которую вводил в трахею вслепую, при этом губка заполняла собой всю полость гортаноглотки. W. Macewen [19] первым установил гибкую металлическую трубку пациенту для подачи через нее смеси хлороформа и воздуха при проведении анестезии. Однако трубка сместилась, и пациент умер, в результате W. Macewen [19] перестал пользоваться этой методикой. Тем не менее этот метод описан и использовался другими врачами, которые продолжили решать трудную задачу поддержания проходимости дыхательных путей.

В 1893 г. K. Maydl [20] предложил использовать глоточный губчатый тампон для предотвращения аспирации. V. Eisenmenger [21] в том же году, предположительно, первым начал использовать эндотрахеальные трубки с надувными манжетами.

Следующая проблема, которую предстояло решить врачам того времени, — это предотвращение спадания легких после торакотомии. Оториноларинголог J. O’Dwyer [22, 23], снискавший себе известность благодаря использованию металлических ларингеальных трубок во времена эпидемии дифтерийного крупа, в 1888 г. спроектировал изогнутую металлическую канюлю с сужающимся наконечником, обеспечивающим плотное прилегание к стенкам гортани. К канюле присоединяли первый аппарат искусственной вентиляции легких (ИВЛ), изобретенный G. Fell [24]. Аппарат представлял собой меха с ножным приводом и использовался для увеличения давления потока воздуха в трахее, тем самым предотвращая коллабирование легких во время торакальных операций.

F. Kuhn [25—27] широко внедрил эндотрахеальную анестезию в медицинскую практику. За время работы в стенах госпиталя им. Елизаветы в Касселе в 1899—1913 гг. он опубликовал более 90 работ, 33 из которых связаны с интубацией трахеи и ИВЛ с положительным давлением. Кроме того, он по праву считается пионером назотрахеальной интубации (рис. 4).

В начале XX века главной проблемой эндотрахеальной анестезии оставалась процедура интубации трахеи. Пионером в этой области по праву считается врач из Берлина A. Kirstein [29], который в 1895 г. описал технику прямой ларингоскопии, выполняемой с помощью разработанного им аутоскопа (рис. 5).

Во многом на создание аутоскопа повлиял случай: коллега A. Kirstein, занимавшийся эзофагоскопией, при установке эзофагоскопа случайно попал в трахею и, к своему удивлению, визуализировал бифуркацию трахеи. Вооруженный этими знаниями, A. Kirstein активно работал над методом прямой ларингоскопии и не только изобрел первый ларингоскоп, но и заложил принципы ларингоскопии, которые до сих пор используются в клинической практике во всем мире [30].

Техника прямой ларингоскопии получала все более широкое распространение благодаря усовершенствованному ларингоскопу, представленному C. Jackson [31, 32]. Это изобретение привело к широкому развитию новых методик эндотрахеальной анестезии в следующем десятилетии.

В период Первой мировой войны 1914—1918 гг. большое количество солдат с ранениями в области головы и шеи нуждались в реконструктивных и пластических операциях. Хирурги I. Magill и S. Rowbotham [33], работавшие в госпиталях британской армии, сыграли огромную роль в развитии анестезиологии. S. Rowbotham разработал широкую трубку с надувной глоточной манжетой, I. Magill — подобную оротрахеальную трубку, но с трахеальной манжетой. Кроме того, S. Rowbotham [34] предложил использовать для назотрахеальной интубации трубку с тонкими стенками. Это увеличивало внутренний просвет и гибкость трубки, а также предотвращало ее перегибы (рис. 6).

Надувные манжеты в то время были менее популярны, нежели глоточные губки, в основном из-за трудности их производства. Но благодаря развитию технологий эти трудности удалось преодолеть, и манжеты получили широкое распространение. В 1928 г. A. Guedel и R. Waters вновь представили трубки со съемными надувными манжетами, представляющие собой усовершенствованные разработки F. Trendelenburg (1871), V. Eisenmenger (1893) и Dorrance (1910) [35].

Развитие анестезии в торакальной хирургии является следующим эволюционным этапом интубации трахеи. Ранние экспериментальные работы проведены в конце XIX века в области физиологии дыхания собак учеными H. Head (1889), S. Wolffberg (1891), B. Werigo (1892) [36—39]. H. Head разработал изогнутую металлическую трубку с эндобронхиальной надувной манжетой, благодаря чему смог изучить физиологию раздельной вентиляции легких; также он первым использовал двухпросветную эндотрахеальную трубку (ДЭТ). К 1920 г. с парадоксальным дыханием при хирургическом пневмотораксе научились справляться путем применения управляемой вентиляции. Чрезмерная бронхиальная секреция носила потенциально опасный характер, но данную проблему решали изменением положения тела пациента на операционном столе и санацией отделяемого, а также внедрением дооперационной физиотерапии. Другие проблемы были связаны с профилактикой образования и санацией патологического отделяемого, трудностями вентиляции при клапанном пневмотораксе, бронхиальном свище и кистах. Решение заключалось в изоляции одного легкого от другого путем интубации бронха или его полным блоком.

Одна из первых эндобронхиальных трубок для анестезии разработана J. Gale и R. Waters [40] в 1932 г. Для облегчения проведения трубки вслепую в правый или левый главные бронхи ее делали из резины. Трубка в горячей воде легко принимала задаваемую форму для образования боковых изгибов. Каринальная манжета обеспечивала фиксацию и плотное прилегание к внутренней стенке интубируемого бронха, а также обтурировала другой главный бронх. Подобные трубки, изготовленные из прорезиненного шелка, разработаны E. Rovenstine [41] в 1936 г., но они признаны ненадежными из-за нестабильности материала. В 1936 г. I. Magill разработал правую и левую эндобронхиальные трубки с надувными манжетами. Поскольку правый главный бронх короче, чем левый, правая модель трубки на своем проксимальном конце оборудована спиралью для обеспечения аэрации верхней доли правого легкого. Первоначально эти трубки изготавливали из обрезиненной спиральной проволоки, позже — из резины, за исключением концевой бронхиальной спирали правой трубки. В том же году I. Magill [42] предложил раздуваемый бронхиальный блокатор на случай затруднений при эндобронхиальной интубации. В 1938 г. C. Crafoord [43] представил технику эндобронхиальной тампонады. Этот метод заключался в закрытии одного из главных бронхов марлевой лентой, введенной с помощью бронхоскопа, и последующим вдуванием газов в другое легкое через эндотрахеальную трубку.

В 1943 г. V. Thompson [44] предложил блокатор, надувной баллон которого обматывали марлей для более надежной фиксации в просвете главных бронхов. Но двухпросветные трубки становились все более популярными, поскольку при их использовании аэрация одного легкого происходила независимо от другого, а раздельная вентиляция позволяла предотвратить заброс содержимого из оперируемого легкого в здоровое. Улучшенную двухпросветную эндобронхиальную трубку предложили V. Bjork и E. Carlens [45] в 1949 г. для бронхоспирометрии, и она сразу заняла лидирующее место в торакальной анестезиологии, так как сочетала все лучшее от эндобронхиальных трубок и бронхоблокаторов плюс преимущества, предоставляемые раздельной вентиляцией легких. К последним относятся бóльший объем операций, проводимых в полости грудной клетки, возможность ушивания ампутированного бронха, облегчение удаления легочных сегментов и максимальное использование имеющейся легочной ткани для газообмена. Для надежной фиксации в просвете трахеи и предотвращении смещения трубку оснастили каринальным крючком. Однако трубка V. Bjork и E. Carlens [45] не годилась в случае левосторонней пневмонэктомии, при которой бронх ампутировали вблизи бифуркации. Поэтому трубку удаляли из левого главного бронха, что часто приводило к ухудшению вентиляции. В 1953 F. Stuertzbecher [46] разработал эндотрахеальную трубку со встроенным стержнем—блокатором длиной 7 см (для обтурации главных бронхов) или 9 см (для обтурации долевых бронхов). Вводили трубку с помощью ларингоскопа, блокатор направляли в бронхи, используя проволочный стилет. В 1954 г. W. Vellacott [47] описал правую эндобронхиальную трубку для правосторонней верхней лобэктомии. Трубку использовали, если оперируемая доля содержала жидкостной компонент, а также при бронхоплевральном свище и эмпиеме. Трубка имела эндотрахеальную манжету для обтурации просвета правого верхнедолевого бронха. Отверстие в левой боковой стенке между манжетами позволяло вентилировать левое легкое. Трубку изготавливали из латекса, усиленного армированной спиральной проволокой и стилетом, встроенным в стенку, устанавливали при помощи бронхоскопа.

В 1955 г. R. Macintosh и R. Leatherdale [48] предложили трубки, подобные той, которую создал F. Stuertzbecher, но выполненные из литой резины. Одна из них представляла собой эндотрахеальную трубку и левый эндобронхиальный блокатор, используемый при операциях на левом легком, а другая — эндобронхиальную трубку для операций на правом легком (рис. 7).

Однако при использовании указанных выше трубок возникли новые трудности, связанные с окклюзией отверстия правого верхнедолевого бронха при интубации правого главного бронха. Примерами решения этой проблемы послужили эндобронхиальные трубки J. Gale и R. Waters, а также правая эндобронхиальная трубка I. Magill [40, 42]. Еще один вариант решения этой проблемы представлен в 1955 г. — W. Gordon предложил однопросветную, изготовленную из цельной резины, правостороннюю эндобронхиальную трубку с трахеальной и бронхиальной манжетами. Каринальный крючок препятствовал смещению трубки, а бронхиальная манжета имела отверстие, сообщающееся с просветом правого верхнедолевого бронха. Через трубку можно было вентилировать правое легкое, что позволяло проводить операции на левом легком [49].

В 1954 г. R. Ballantine и I. Jackson [50] разработали гибкометаллическую армированную трубку из проволочной спирали, покрытой латексом. Для предотвращения обтурации просвета правого верхнедолевого бронха трахеальный конец трубки срезали под прямым углом.

В 1955 г. A. Alsop [51] представлена так называемая оксфордская трубка — армированная трубка с фиксированным анатомическим изгибом. Сформированный под прямым углом изгиб помогал ей сохранять положение в трахее, а усиленная армированная структура снижала вероятность перегиба.

В 1960 G. White [52] разработана правосторонняя двухпросветная эндобронхиальная трубка, которая представляла собой комбинацию двухпросветной трубки и эндобронхиальной манжеты с отверстием. Трубку оснастили каринальным крючком для обеспечения правильного соотношения между отверстием манжеты и устьем правого верхнедолевого бронха.

Резиновые ДЭТ приобретали все большее признание, а однопросветные эндобронхиальные трубки и бронхиальные блокаторы, которые ранее господствовали в торакальной анестезиологии, отходили на второй план [53]. Тем не менее резиновые ДЭТ несли с собой риск развития серьезных осложнений, таких как трудности при установке, интубация «нежелательного» бронха, смещаемость, повреждение слизистых оболочек, гипоксемия, а также разрыв трахеи или бронхов [54, 55]. Последнюю проблему обычно приписывали чрезмерному раздуванию или асимметричному надуванию манжет высокого давления, манжеты же низкого объема были подвержены вздутию при длительной анестезии закисью азота [56]. В то же время повреждение слизистой оболочки часто было результатом аллергической реакции на резину или следствием относительной жесткости трубок.

В 1977 г. компания «Mallinckrodt» (Ирландия) начала испытания левосторонней ДЭТ Broncho-Cath («Medtronic-Covidien», Ирландия), выполненной из поливинилхлорида (ПВХ). В основу конструкции легла ДЭТ Robertshaw, но она обладала более пологой бронхиальной кривизной, трахеальными и бронхиальными манжетами низкого давления более высокого объема. Предполагалось, что эти доработки, в сочетании с более гибкими химически инертными свойствами ПВХ, сделают использование ДЭТ менее травматичным и снизят риск развития осложнений, связанных с применением резиновых трубок.

Лево- и правосторонние ДЭТ из ПВХ впоследствии появились у ряда других производителей, в том числе «Rüsch» (Германия), «Chirana» (Словакия) и «Portex» (Великобритания) [57]. Они различались по размерам трахеальных и бронхиальных частей, а также по форме и физическим свойствам манжет. По сравнению с аналогичными по размеру резиновыми ДЭТ трубки из ПВХ имели более тонкие стенки и соответственно меньшую внешнюю окружность при приблизительно схожей внутренней площади поперечного сечения.

С первых дней использования положение ДЭТ после интубации рутинно определяли визуально и аускультативно путем раздувания манжет и последовательного пережатия просветов. Исследования с применением фибробронхоскопии для оценки адекватности позиционирования трубки, впервые проведенные в середине 80-х годов прошлого века, показали, что около 48% предположительно хорошо установленных трубок установлены неправильно. Эти исследования послужили развитию рутинного использования бронхоскопии при установке ДЭТ [58, 59].

Несмотря на эти технологические достижения, оставались ситуации, в которых ДЭТ не могли быть использованы, в частности при анестезии в торакальной хирургии у младенцев и маленьких детей. В 1969 г. R. Vale [60] и V. Lines [61] независимо друг от друга описали селективную блокаду бронхов при торакальных оперативных вмешательствах с использованием катетера 5Fr Fogarty («Pan Medical», Великобритания) для артериальной эмболэктомии у этой группы пациентов.

В 1981 г. R. Ginsberg [62] описал применение больших катетеров Fogarty для обеспечения блокады бронхов при более чем 200 торакальных операциях у взрослых и отметил, что этот метод безопаснее и занимает меньше времени, чем использование ДЭТ.

В 1982 г. H. Inoue [63] сообщил о новом устройстве, которое, по его мнению, представляло собой усовершенствованную эндотрахеальную трубку с эндобронхиальным блокатором, изобретенную I. Magill в 1935 г. Трубка получила название Univent и представляла собой изготовленную из инертного силикона однопросветную трубку с встроенным на передней внутренней стенке небольшим каналом диаметром 2 мм для проведения бронхоблокатора [64].

Трубка Univent и методики с применением катетеров Fogarty постепенно возродили интерес к использованию бронхиальных блокаторов, и в 1999 г. G. Arndt и соавт. [65] описали новый бронхиальный блокатор, который устанавливали через просвет обычной эндотрахеальной трубки с присоединенным к ней специальным портом для бронхоскопии. Новая ДЭТ, выполненная из медицинского силикона, описана в 2006 г. Трубку Silbroncho оснастили более широкой бронхиальной манжетой, а длина эндобронхиального просвета стала значительно меньше, чем у эквивалентных ДЭТ из ПВХ, тем самым увеличив надежность установки [66]. Кроме того, гибкий силиконовый материал позволял уменьшить травматизацию во время установки и сохранить форму трубки при длительном использовании. Дистальный участок трубки сделали армированным, чтобы предотвратить перекручивание и обструкцию от медиастинальной компрессии в то время, когда трубка расположена в зависимом легком.

В 2005 г. E. Cohen [67] сообщил об успешном использовании нового бронхиального блокатора, также установленного через просвет ЭТТ с применением фиброоптики. На дистальном конце имелся наконечник из мягкого нейлона длиной 3 см, положение которого можно было менять посредством вращения колесика, расположенного на проксимальном конце блокатора.

Неоднократно отмечалось, что установка бронхиальных блокаторов Arndt и Cohen может оказаться сложной и длительной. В 2008 г. S. Ghosh и соавт. [68] описали новое устройство, обеспечивающее быструю и надежную изоляцию легких с помощью любого бронхиального блокатора без необходимости бронхоскопии — трубку Papworth BiVent. Она состояла из трахеальной манжеты и двух D-образных просветов, разделенных центральной перегородкой, которая заканчивалась раздвоенным фланцем на дистальном конце трубки. Фланец предусмотрен для фиксации на киле трахеи, а просветы располагались каждый со своей стороны. В результате бронхиальный блокатор помещали вслепую в просвет интересующего бронха. Еще один вариант — Y-образный бронхиальный блокатор (EZ-блокатор) описан в 2010 г. (рис. 8)

Новую эру в анестезиологии ознаменовало появление одно- и двухпросветных трубок VivaSight — вентиляционных трубок со встроенной системой непрерывного видеоизображения с высокой разрешающей способностью (рис. 9)

Сочетанное применение видеотрубок и бронхоблокаторов открыло новые возможности в торакальной хирургии [72].

В хронологическом порядке мы проследили весь путь развития методики поддержания проходимости верхних дыхательных путей, от первых ее упоминаний до описания современных высокотехнологичных устройств. Множество величайших умов, отцов—основателей анестезиологии как науки, оставили свой след в истории интубации трахеи. С ростом и развитием технологий появление новых приспособлений становится более реальным. Очевидным является и то, что в эту историю будут вписаны многие имена выдающихся ученых будущего.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов

Для корреспонденции: Петраш Александр Александрович, врач отделения анестезиологии и реанимации НИИ ДОГ ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, 115478, Москва. E-mail: petrashalex@gmail.com.