A brief history of tracheostomy and tracheal intubation,
from the Bronze Age to the Space Age

Краткая история трахеостомии и интубации трахеи
с бронзового века до «космической эпохи»

Peter Szmuk, Tiberiu Ezri, Shmuel Evron, Yehudah Roth, Jeffrey Katz

Статья опубликована в журнале Intensive Care Med (2008) 34: 222-228

Резюме

Цель: Представить краткую историю трахеостомии и интубации трахеи за 40 столетий с момента первого описания процедур - примерно 2000 лет до нашей эры - до середины до 20-го века - столетие, которое считается началом современной эпохи анестезиологии.

Источники данных: Обзор литературы.

Выводы: Яркая и неоднозначная история трахеостомии и интубации трахеи сформировала современное понимание этих процедур. Часто решение выполнить жизне-сохраняющую трахеостомию или интубацию трахеи являлось столь же важным, как техническая возможность их выполнения. Начало современной эпохи обеспечения дыхательных путей в большей степени связано с историей развития эффективных устройств для обеспечения дыхательных путей и с успехами научных исследований в области патофизиологии верхних дыхательных путей.

 

Ирландский драматург и философ Джордж Бернард Шоу стал известен в 20-м веке благодаря «язвительным комментариям» по проблемам медицины. В 1906 году он высмеял частоту, с которой в медицинской истории «теряются и открываются новые идеи» [1]. Нет более изящной иллюстрации этого феномена, чем история трахеостомии и интубации трахеи. Хотя невозможно определить изобретателя отдельно взятого метода обеспечения дыхательных путей или устройства, методы и инструментарий сами по себе периодически возвращались в течение почти 4000 лет.

Одним из наиболее ранних описаний проведения хирургической трахеостомии можно считать описание исцеления разреза глотки в бронзовом веке в Rig Veda , древней индийской книге медицины, чье появление датируется примерно 2000 г. до нашей эры [2]. Пять столетий спустя в Египте согласно работам Имхотепа (вероятно отцом современной медицины, который также был архитектором, поэтом, жрецом, судьей, премьер-министром) был впервые документирован в письменной форме метод подобный трахеостомии. На самом деле египетские врачи были «пионерами», описавшими ряд процедур – например: катетеризацию, чтобы предотвратить сильное кровотечение во время операции, дренирование для лечения гнойных образований и трахеостомию для лечения обструкции верхних дыхательных путей [3].

Позднее в Греции Гиппократ (460-380 г.г. до нашей эры) (рис. 1) описал интубацию трахеи у человека для проведения вентиляции легких.

Рисунок 1. Гиппократ (460-380 г.г. до нашей эры) (гравюра Петер-Пауль Рубенса, 1638; Национальная Библиотека Медицины).

Известно, что Александр Македонский (356-323 г.г. до нашей эры) использовал меч для разреза трахеи у солдата с удушьем вследствие аспирации костью [2]. Талмуд, сборник иудейских законов, этики, традиций и истории, накопленный в период между 200 г. до нашей эры и 400 г. нашей эры, содержит описания введения тростника через трахею для осуществления искусственного дыхания у новорожденного ребенка [4]. Греческие врачи Эскулап и Аретей, а также Римский анатом Галленус документально подтвердили подобные операции. Примерно 100 лет до нашей эры трахеостомия могла быть рутинной [5].

Движение воздуха и способы, с помощью которых это достигалось, часто кажутся «странными» и таким образом соответствуют положению мистера Шоу «открытые» в разное время на протяжении всей истории. В известных экспериментах Гален (129-199 г.г. нашей эры) раздувал легкие мертвых животных через трахею с помощью воздуходувных мехов и сделал вывод, что движение воздуха вызывает «поднятие» грудной клетки. Однако важность этих данных не была оценена и научные исследования по вентиляции легких не продвинулись вперед в течение ряда столетий. Большой вклад в эксперименты в области дыхательных путей внес мусульманский философ и врач Авиценна (980-1037 г.г. нашей эры), который описал интубацию трахеи с помощью «канюли из золота или серебра».

В последующих столетиях в Средние века исторических указаний по исследованиям в области дыхательных путей практически нет. В редких упоминаниях в тринадцатом веке трахеостомия называлась «полу-убийство и скандал хирургии» [9]. Это описание объясняет отказ от ее применения в те века.

Только в период рассвета в эпоху Возрождения трахеостомия появилась вновь как важная медицинская процедура, когда параллельно с искусством и другими науками, был отмечен рассвет медицины. Попытки обеспечить дыхательные пути у человека вновь обрели значимость, и можно найти многочисленные описания трахеостомии. В 1543 году, например, в одно и то же время Коперник оспаривал доктрину церкви, объявив, что земля вращается вокруг солнца, а фламандский анатом Андре Везалий (рис. 2) в Падуе опубликовал De Humani Corporis Fabrica ( Материя человеческого тела ), произведя революцию в анатомии человека.

 

Рисунок 2. Андре Везалий (1514-1564) (портрет из Fabrica ).

В тот же год Везалий ввел тростник в трахею умирающего животного и поддерживал вентиляцию легких путем вдувания время от времени воздуха через тростник [10]. Эти действия, как он писал, заставляли легкие растягиваться и сердце восстанавливало нормальный ритм: «… жизнь можно так сказать возвращается к животному, следует попытаться сделать отверстие в стволе трахеи, в которое надо поместить трубку или тростник: затем вы дуете в него так, чтобы легкие могли вновь подниматься и животное получало воздух».

Рисунок 3. Антонио Муса Брасавола (1490-1554), итальянский врач, выполнивший первую документированную попытку успешной трахеостомии. Он опубликовал свой отчет в 1546 году. Пациент с абсцессом гортани выздоровел после проведения хирургической процедуры (Национальная Библиотека Медицины).

Вскоре после этого в 1546 году итальянский врач Антонио Брасавола (рис. 3) вновь провел трахеостомию у человека [2], выполнив первую документированную попытку успешной трахеостомии (рис. 4) у пациента с тонзиллярной обструкцией.

Рисунок 4. Гравюра. Armamentarium chirurgicum bipartium , 1666 . (Национальная Библиотека Медицины). Первые пять изображений, показанные на гравюре, изображают процедуру трахеостомии. В период между 1500 и 1833 г.г. есть сообщения только о 28 успешных трахеостомиях.

Эти примеры не единственные. Ряд медиков Эпохи Возрождения сделали акцент на важности «открывания дыхательных путей» для спасения жизни [11, 12]. Фабриций аб Аквапенденте (1537-1619), итальянский анатом, написал это историческое утверждение: «Из всех хирургических операций, которые выполняются у человека … самой главной [является] операция, с помощью которой человек отзывается из быстрой смерти к внезапному восстановлению жизни … операция – это открытие дыхательной артерии, с помощью которой пациенты из состояния практически удушья внезапно восстанавливают сознание и получают жизненный эфир, воздух, так необходимый для жизни, и вновь возобновляют существование, которое уже было почти уничтожено».

В 1620 году, когда пилигримы «Мейфлауэра» высадились на Плимутском камне в Америке, парижанин Николя Абико опубликовал книгу по трахеостомии. В ней Абико изложил подробно случай у 14-летней пациентки, которая проглотила кошель с золотыми монетами, чтобы спасти их от кражи. Кошель вызвал обструкцию верхних дыхательных путей, для устранения которой была проведена срочная трахеостомия. Другим героическим описанием в книге Абико – было описание мальчика, которой умирал от ранения в области шеи. После срочной трахеостомии и удаления сгустков крови из трахеи, мальчика успешно «реанимировали». Более драматичная история – это история осужденного к повешанию вора. Вор нанял хирурга для выполнения трахеостомии и введения длинной трубку для дыхания перед виселицей. Осужденный мужчина тайно от тюремщиков провел «эту искусную подготовку», но бесполезно. Несмотря на возможности трахеостомии защитить человека от удушения, она не смогла спасти преступника от перелома шеи.

В октябре 1667 года трахеостомия «была открыта» вновь: на собрании Королевского общества Роберт Гук (1635-1703) выполнил трахеостомию у собаки и осуществлял вентиляцию с помощью воздуходувных мехов. Гук даже удалил грудную клетку и показал, что постоянный поток «свежего воздуха, изменяющий кровь», а не движение легких, как предполагалось, является главным для жизни [9].

Несмотря на то, что Бенджамин Паф, английский акушер, описал вентиляционную трубку для реанимации новорожденного в 1754 году, первые эндотрахеальные интубации были использованы для реанимации «утопленников» и для реанимации пострадавших от дифтерии гортани [13]. Большой прогресс в реанимации был сделан обществами, созданными в Амстердаме, Париже, Лондоне, Венеции и Филадельфии для спасения «тонувших жертв из воды». В 1760 году Buchan описал первое применение открытия «дыхательного горла» у пациента во время реанимации [2]. Cullen предложил применение интубации трахеи и вентиляции воздуходувными мехами для «оживления предположительно мертвых» [2]. В последствии Curry разработал интраларингеальную канюлю для реанимации [2].

В 1788 году Чарльз Кайт впервые использовал эндотрахеальные трубки при реанимации тонувших людей и описал их применение оральным и назальным путем [14]. Кайт писал: «Если какая-либо трудность возникает при раздувании легких… мы в большинстве случаев проводим выдвигание языка вперед, который связан с надгортанником неэластичными связками, и который конечно должен быть приподнят. Если какие-либо другие препятствия возникают, изогнутую трубку, изгиб как на мужском катетере… следует ввести в голосовую щель через рот или через одну ноздрю; конец ее следует соединить с дыхательной трубкой…».

18 апреля 1774 года Cogan и Harwes основали лондонское общество спасения с громоздким названием «Институт для осуществления немедленного лечения у людей кажущихся мертвыми при утоплении», которое позднее было переименовано в Королевское общество спасения. Cogan и Harwes указали, что интубация трахеи была более эффективной для выживания, чем дыхание рот-в-рот [9].

В конце 1700-х годов Шосье (1746-1828) - гинеколог, работающий в родильном доме в Париже, выполнял трансларингеальные интубации самодельными трубками у новорожденных с обструкцией верхних дыхательных путей [15] и был первым, кто назначил кислород новорожденным.

Работая в той же области в первой половине 19-го века Джон Сноу (1813-1858) в Англии реанимировал ребенка с помощью трахеального катетера [16]. Возможно, Сноу первым применил трахеостомию, чтобы провести анестезию кролику. Он выполнил такой же эксперимент, описанный Везалием (1543) и Гуком (1667), за исключением дополнения анестетика.

Несмотря на «открытия» и прогресс в обеспечении дыхательных путей за столетия, работа практиков была непредсказуемой. Решение выполнять или не выполнять процедуру - трахеостомию или интубацию трахеи - часто было настолько же решающим, как техническая возможность выполнить ее успешно. В Вирджинии в декабре 1799 года, например, первый президент США через 3 года после отставки «лежал, борясь за жизнь» [17]: «Это был холодный полдень, декабрь 1799 года, в Вирджинии… в тот день три врача собрались у постели умирающего мужчины. Мужчина менял положение, дышал с трудом. Врачи дали больному настой шалфея с уксусом для полоскания, но это вызвало у пациента удушье. Было ясно, что дыхательные пути поражены болезнью, но припарки помогали лишь незначительно». Один из присутствующих врачей знал о трахеостомии, но не выполнил ее у такой важной персоны, так как посчитал процедуру бесполезной. В результате, Джордж Вашингтон умер от вполне предотвратимого удушья вследствие обструкции верхних дыхательных путей, вызванной бактериальным эпиглотитом.

В подтверждение «колеблющихся» практиков эпохи - обеспечение дыхательных путей и методы вентиляции были предметом критики. Например, несмотря на то, что вентиляция положительным давлением с помощью воздуходувных мехов была впервые использована у жертв утопления в 1700-х годах, вскоре возникла проблема - такая терапия могла в действительности быть вредной для легких [22]. В 1827 году Leroy показал, что сильная вентиляция воздуходувными мехами тонувшей собаки могла вызывать эмфизему и фатальный пневмоторакс [23-25]. Французская Академия быстро отказалась от метода вентиляции воздуходувными мехами, а вскоре от метода отказалось и Королевское Общество Спасения [26]. Вентиляция положительным давлением была, таким образом, запрещена для общего применения, и не появлялась как «конкурент» другим методам более сотни лет. Несмотря на это значительное движение назад, трахеостомия и интубация трахеи продолжали выполняться и методики их проведения улучшались в течение последующих десятилетий, особенно при срочном обеспечении дыхательных путей.

В 1833 году француз Trousseau рутинно выполнил трахеостомию при необходимости и таким образом спас жизни около 200 человек, страдающих дифтерией [5]. В то же время трахеостомия продолжала выполняться только в срочных ситуациях. Принимая во внимание достижения Trousseau 170 лет тому назад, следует отметить, что пациенты сегодня все еще умирают из-за недостатков при обеспечении дыхательных путей с обструкцией.

За всю эту историю или, возможно, несмотря на нее, практика анестезии продолжала развиваться. Известно, что общая анестезия была впервые использована Crawford Long в Джорджии 30 марта 1842 года. Доклад о достижении, однако, не был опубликован до 1849 года. В переходный период, 30 сентября 1846 года Уильям Мортон провел первую успешную демонстрацию эфира как ингаляционного анестетика в Общественном госпитале в Массачусетсе [18]. Так как анестезия эфиром была легкой и сохраняла кашлевой и глотательный рефлексы у больного, Мортон сообщил о проблеме обеспечения дыхательных путей.

Применяя метод трахеостомии, разработанный Джоном Сноу на животных, в Германии в 1869 году Тренделенбург (1844-1924) разработал первую трахеостомическую трубку с манжетой и провел первую эндотрахеальную анестезию у мужчины в начале 1871 года [15]. В 1901 году эта первая трахеостомическая трубка с манжетой была названа «тампон Тренделенбурга» [18].

Интубация трахеи помогала работе шотландского хирурга Уильяма Мак-Эвена и Джозефа О'Двайера во второй половине 19-го века [10]. Вместе со многими достижениями в области хирургии, Мак-Эвен известен за первое плановое применение интубации трахеи для анестезии [10, 16]. В 1878 году готовясь к проведению резекции ротовой опухоли, Мак-Эвен выполнил «пальцевую слепую интубацию» у бодрствующего пациента под хлороформной анестезией [3]. Основными его целями были - обеспечение непрерывного ровного снабжения анестетиком и профилактика аспирации крови в дыхательные пути [6, 10]. Мак-Эвен был также первым, кто провел тампонаду верхней щели гортани для предотвращения контаминации дыхательных путей кровью, секретами и отделяемым из хирургической раны.

В 1885 году после получения доказательств о многочисленных эффектах быстрой трахеостомии, Джозеф О'Двайер , американский педиатр и акушер, разработал ряд металлических трахеальных трубок, которые он вводил через рот между голосовыми связками у пациентов с дифтерией, нуждающихся в операциях [10] (рис. 5).

Рисунок 5. Craig Gelfand , «Доктор Джозеф О'Двайер (1841-1898) и его интубационная трубка». Caduceus 1987; 3.2:1-35. A. О'Двайер выполняет трахеостомию. В. Ряд металлических трахеальных трубок, разработанных О'Двайером для применения у пациентов с дифтерией.

Трубки также использовались при стенозе гортани, вызванном различными другими заболеваниями, например, при сифилисе, и при стриктурах гортани вследствие ожогов. Сообщение о методе интубации, названном «метод О'Двайера », было впервые опубликовано в New York Medical Journal под названием «Интубация гортани» в 1888 году. В тот же год О'Двайер успешно интубировал и провел искусственную вентиляцию у больных, которым проводились операции на грудной клетке [15].

В конце 19-го века немецкий хирург Франц Кун сконструировал металлические трубки, которые он вводил через рот, используя пальцевой слепой метод [10]. Кун описал применение изогнутого проводника. Он предпочитал использовать тампонаду гипофаринкса марлей вместо трубок с манжетами в целях предотвращения аспирации [10]. Кун также опубликовал первую статью по назальной интубации [10]. Он считал, что назальные трубки «лежат лучше» и удаляются без затруднений при операции. Кун был первым, кто открыл, что нетупые хирургические раздражители легко могут приводить к спазму гортани. Он считал, что «кокаинизация» гортани является полезным дополнением при интубации и часто использовал ее. Этот метод был в дальнейшем разработан Magill в Англии [10, 14]. Попытки Куна, возможно, были первыми историческими шагами к интубации трахеи у бодрствующего пациента под топической анестезией - метод, часто используемый сегодня у пациентов с «трудными дыхательными путями».

Из других нововведений того времени следует отметить - американцев Guedel и Waters , которые первыми прикрепили раздуваемую манжету к трахеальной трубке [18, 19]. В 1909 году Meltzer и Auer в Германии описали инсуффляционный наркоз у животных, а в Англии Kelly применил метод у человека в 1912 году [10, 14].

Сэр Ivan Whiteside Magill (1888-1986), упомянутый выше, показал, что реконструктивные операции, выполненные у обезображенных солдат, были более успешными под общей анестезией с обеспечением дыхательных путей эндотрахеальными трубками. Как результат - в течение Первой Мировой войны Magill и Rowbotham выполнили несколько эндотрахеальных интубаций и провели эндотрахеальный наркоз у больных с тяжелыми повреждениями лица [20, 21]. Они также разработали щипцы, используемые для назальной интубации («щипцы Magill »), и в 1928 году ввели термин «интубация вслепую», выполнив назальную интубацию резиновыми трубками после кокаинизации дыхательных путей [10, 14]. Эти нововведения Magill , одного из «пионеров» современной эндотрахеальной анестезии, помогли трансформировать анестезию в самостоятельную специальность сегодня.

Следующим гигантским шагом в прогрессе обеспечения дыхательных путей было относительно современное открытие важности изоляции легких. Только в 1930 году – год завершения строительства Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке и успеха All Quiet on the Western Front в Голливуде – были разработаны метод и устройства для изоляции легких. Американец Ralph Waters известен благодаря разработке интубации одного легкого для возможности проведения торакальных операций. Первоначально это выполнялось с помощью двухманжетной одно-просветной трубки, разработанной Gale, Waters и Guedel [5, 19]. В 1939 году Gebauer [28] и в 1948 году Eric Carlens в Швеции [29] предложили подобные дизайны для ранних двухпросветных бронхиальных трубок для разделения легких. И лишь в 1962 году Robertshaw разработал первые двухпросветные трубки современной эпохи [30].

Хотя разделение легких было значительным прорывом, возможно, основным шагом для успешной эндотрахеальной интубации стала разработка ларингоскопии и постоянное улучшение ларингоскопов. Их «прототипы» существовали в примитивной форме и ранее. Первые инструменты, использованные для визуализации ротовой полости, были основаны на эффекте отражения в металлической лопаточке ( Leveret в 1743 году) или с помощью наружного светового источника, например, солнечного света или свечи [31]. Непрямая ларингоскопия была впервые описана в 1855 году Garcia, учителем пения в Англии [9]. С помощью солнечного света и двух зеркал Garcia смог увидеть свои собственные двигающиеся голосовые связки.

Прямая лапароскопия была впервые выполнена в 1895 году Альфредом Кирстейном [16, 32]. Его «аутоскоп» имел наружный источник света. В 1913 году Chevalier Jackson [10] из Филадельфии разработал ларингоскоп, который был позднее модифицирован Magill , Miller и Macintosh [16, 30]. Jackson был первым, кто описал интубацию трахеи под прямой ларингоскопией [32].

Таким образом, появлению прямой ларингоскопии первоначально способствовали хирурги. Среди анестезиологов, прямая ларингоскопия стала популярной благодаря Henry Harrington Janeway в Нью-Йорке в 1913 году [32]. Он разработал ларингоскоп с питанием от батареи, исключительно для интубации трахеи. Сэр Robert Macintosh (1897-1989) внедрил носящий его имя изогнутый клинок ларингоскопа, который используется до сих пор [16].

Эндотрахеальная интубация получила рутинное применение после внедрения мышечных релаксантов в анестезиологическую практику. Кураре и искусственная вентиляция впервые были применены при лечении животных и в эксперименте сэром Benjamin Brodie в Англии в 1811 году. Спустя более 100 лет канадский анестезиолог Harold Griffith впервые использовал кураре при анестезии у человека в 1942 году. Griffith интубировал трахею у 25 пациентов, обеспечив релаксацию брюшной стенки для проведения операции [33].

Окончательным шагом, определившим «новую эру» анестезиологии, стало внедрение гибкой эндоскопической бронхоскопии в медицинскую практику в 1968 году Kensuke Ikeda из Японии [34]. Бронхоскопия с волоконной оптикой заняла свое место как стандартный анестезиологический арсенал при обеспечении трудных эндотрахеальных интубаций.

Как мы видим корни обеспечения дыхательных путей измеряются почти 4000 лет истории человечества. В течение этого времени разработка эффективных устройств для обеспечения дыхательных путей наряду с улучшением понимания патофизиологии верхних дыхательных путей, сформировала основу современной практики. Сегодняшнее понимание значения трахеостомии и интубации трахеи основано на волнообразном росте и падении их популярности в течение двух тысячелетий. Прогресс, сделанный с древних времен до середины 20-го века, обеспечил снижение анестезиологической смертности вследствие недостатка обеспечения дыхательных путей; а также сформировал основу для современного обеспечения нормальных и трудных дыхательных путей. Возможно, с полным знанием этих драматических шагов, даже мистер Shaw мог бы смягчить иронию своего наблюдения. «Мы не потеряли веру, но мы перенесли ее с бога на медицинскую профессию» [35].

Ссылки

1. Shaw G.B. The doctor's dilemma, act I. http://www.1stWorldLibrary.org
2. Colice G.L. (1994) Historical background. In: Tobin M.J. (ed). Principle and practice of mechanical ventilation. McGraw-Hill, New York, p.p. 1-37.
3. Musso C.G. (2005) Imhotep: the dean among the ancient Egyptian physicians. Humane Medicine Health Care 5: 169.
4. Babylonian Talmud, Shabbat 128b. http://www.sacred-texts.com/jud/t01/index.htm
5. Frost E.A. (1976) Tracing the tracheostomy. Ann Otol Rhinol Laryngol 85: 618-624.
6. The Bible. Psalm 104: 29 3.
7. The Bible. Genesis 2: 7.
8. The Bible. Kings II 4: 34-35.
9. Watkinson J.J., Gaz M.N., Wilson J.A. (2000) Tracheostomy. In: Stell and Maran's head and neck surgery, 4 th edn. Butterworth Heinemann, p.p. 153-168.
10. Gillespie N.A. (1948) The history of endotracheal anaesthesia. In: Gillespie N.A. (ed) Endotracheal anaesthesia, 2 nd edn. University of Wisconsin Press, Madison, p.p. 67-84.
11. Bradby M. (1966) History of tracheotomy. Nursing Times 25: 1548-1550.
12. Eavey R.D. (1998) The history of tracheotomy. In: Myers E.N., Johnson J., Murry T. (eds) Tracheotomy: airway management, communication, and swallowing. Singular, San Diego, p.p. 1-8.