基于CT測量指標的張力性氣胸急救穿刺針合適長度及穿刺入路的研究

張 博，楊 博，李宬潤，范開杰，劉 陽

1 解放軍總醫院第一醫學中心 胸外科，北京 100853；2 第八十集團軍醫院，山東濰坊 261000

張力性氣胸是戰現場常見的致命傷，通過及時、有效的穿刺減壓可以挽救90%傷員的生命[1-4]。張力性氣胸最常用的一線急救裝備是穿刺減壓針[5-6]。首選的穿刺減壓位置是前入路穿刺點，位于鎖骨中線第2肋間。前入路無法實施穿刺時，可以選擇側入路穿刺點，位于腋前線第5肋間[7]。無論選擇哪個穿刺位點，減壓成功的關鍵是穿刺針長度足夠，可穿透胸壁進入胸腔[8]。但穿刺針過長時，會增加損傷周圍器官的風險[9-10]。不同國家采用的穿刺針長度不同，美國推薦長度為80 mm[11-12]，而日本推薦為50 mm[13]，第10版高級創傷生命支持更傾向于80 mm[14]。我國尚無相關數據來指導確定適合國人的氣胸穿刺針長度。本研究利用解放軍總醫院第一醫學中心既往胸部CT影像數據，測量我國40歲以下人群兩個穿刺位點的胸壁厚度(chest wall thickness，CWT)，為制訂我國氣胸急救穿刺針的長度標準提供數據支撐。

資料與方法

1 研究對象 根據人體發育特點，40歲之后胸壁厚度趨于穩定和下降，為獲取胸壁厚度最大值，選取2019年于解放軍總醫院第一醫學中心胸外科住院的18～40歲患者294例。納入標準：有解放軍總醫院第一醫學中心薄層胸部CT掃描影像，胸部CT定位相需顯現鎖骨全長，未進行過影響實際胸壁厚度的手術。排除標準：無解放軍總醫院第一醫學中心胸部CT掃描影像，胸部CT定位相未顯現鎖骨全長，既往有影響實際胸壁厚度的手術史。

2 測量指標 測量指標為胸壁厚度，定義為皮膚表面至胸腔的垂直距離。分別測量左、右兩側經前入路和經側入路穿刺點的胸壁厚度(鎖骨中線第2肋間定義為前入路，腋前線第5肋間定義為側入路)。同時通過PRIDE病例系統收集基本信息[年齡、性別、身高、體質量、體質量指數(body mass index，BMI)]，CT影像數據通過美迪康圖像存檔和通信系統(picture archiving and communication system，PACS)獲取。

3 CT測量胸壁厚度方法選取患者縱隔窗CT影像資料(層厚1.25 mm，窗位30 HU，窗寬350 HU)。使用PACS系統進行數據測量分析。分別測量左、右兩側經前入路和經側入路穿刺點的胸壁厚度。1)CT影像中前入路穿刺點的選取和測量方法：因鎖骨的位置相對固定，首先在CT定位圖像中確定鎖骨中線位置，定義為縱軸。在軸位圖像中選擇第2肋間平面定義為橫軸，通過同步關聯定位坐標，選取縱軸和橫軸交叉點作為測量點。通過系統自帶測量工具測量皮膚表面至壁層胸膜的垂直距離，作為前入路穿刺點胸壁厚度(圖1)。2)CT影像中側入路穿刺點的選取和測量方法：①首先確定腋前線：通過定位格柵法獲取CT圖像(體表畫出腋前線，讓定位格柵的某一根金屬絲重合腋前線覆蓋于體表后再行胸部CT掃描)，然后在PACS系統的重建圖像中，發現穿過肱骨頭內側緣的矢狀面與腋前線吻合。以圖2為例說明：PACS系統可以自動通過CT軸位圖像重建出冠狀位和矢狀位圖像，并將三者置于同一界面，圖中紅線、藍線、綠線分別代表人體矢狀位、水平位、冠狀位截面，可自行拖拽移動，且均為同步關聯。從CT軸位圖像中可以清晰觀察到體表格柵顯影，黃色箭頭所指金屬亮點為本病例的腋前線。為了發現腋前線所在的矢狀面會通過哪些骨性結構，拖拽代表矢狀面的紅線覆蓋此金屬亮點，可見冠狀位圖像上的紅線同步穿過肱骨頭內側緣。紅線在軸位圖像上與腋前線重合時，在冠狀位上即穿過肱骨頭內側緣。反之，在沒有格柵掃描的CT圖像上，拖拽紅線穿過冠狀位圖像上的肱骨頭內側緣，那么在軸位圖像上同步移動的紅線即認為通過腋前線。②側入路胸壁厚度的測量：首先通過PACS系統的重建功能將軸位、冠狀位、矢狀位圖像重建在同一界面，拖拽冠狀位圖像上代表矢狀面的紅線通過肱骨頭內側緣，根據圖2描述的腋前線確定方法認定軸位圖像中的紅線通過腋前線，其為縱軸。在軸位圖像中選擇第5肋間平面定義為橫軸，選取縱軸和橫軸交叉點作為測量點。通過系統自帶測量工具測量皮膚表面至壁層胸膜的垂直距離，作為側入路穿刺點胸壁厚度(圖3)。

圖1 前入路胸壁厚度測量方法。左圖為CT定位相，右圖為CT軸位相，紅色實線為測量長度的刻度尺，縱橫交叉虛線為同步關聯定位坐標線Fig.1 Measurement of anterior approach CWT. The left panel is CT positioning phase, and the right panel is CT axial phase.The solid red line is the scale to measure the length, and the crosscut dotted line is the coordinate line of synchronous associated positioning

圖3 側入路胸壁厚度測量方法。左圖為CT軸位圖像，右上為CT矢狀位圖像，右下為CT冠狀位圖像，紅線、藍線、綠線分別代表人體矢狀位、水平位、冠狀位截面。在冠狀位圖像上讓紅線通過肱骨頭內側緣，根據圖2所示的腋前線確定方法，該紅線與第五肋間胸壁的交叉點即為測量點Fig.3 Measurement of lateral approach CWT. The panel on the left is the axial CT image, the upper right panel is the sagittal CT image, and the lower right panel is the coronal CT image.The red, blue and green lines in the images represent the sagittal, horizontal and coronal sections of the human body,respectively. The red line passed through the medial margin of the humeral head on the coronal image. According to the determination method of the AAL as shown in figure 2, the intersection point of the red line and the fifth intercostal space was the measurement point

4 統計學處理 采用SPSS25.0軟件進行統計分析。計量資料均符合正態分布。不同性別、不同BMI組間比較采用兩獨立樣本t檢驗或單因素方差分析，左右或不同入路比較采用配對t檢驗。計數資料以頻數(%)表示。BMI與不同位置胸壁厚度的相關關系采用Pearson線性相關分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1 研究對象一般資料294例中男性135例(45.9%)，女性159例(54.1%)，平均年齡(33.76±5.41)歲，平均BMI為(23.8±3.94) kg/m2，根據中國BMI標準，我們將納入患者又分為非超重(BMI＜24 kg/m2)165例，超重(BMI ≥ 24 kg/m2)129例(表1)。

表1 研究對象一般資料Tab. 1 General characteristics of the study subjects

2 不同入路胸壁厚度 右側前入路胸壁厚度為14.47～66.61(35.33 ± 9.62) mm，側入路胸壁厚度為9.82～48.60(23.17±7.14) mm；左側前入路胸壁厚度為13.20～69.09(34.91±9.65) mm；側入路胸壁厚度為8.19～52.70(22.59±7.43) mm。對于同一側而言，前入路胸壁厚度大于側入路胸壁厚度(P＜0.05)(表2)。

表2 不同入路的胸壁厚度比較[mm, (range)]Tab. 2 Comparison of CWT between different approaches(mm, [range])

表2 不同入路的胸壁厚度比較[mm, (range)]Tab. 2 Comparison of CWT between different approaches(mm, [range])

Side Anterior approach Lateral approach t P Right 35.33±9.62(14.47 - 66.61)23.17±7.14(9.82 - 48.60) 30.228 0.000 Left 34.91±9.65(13.20 - 69.09)22.59±7.43(8.19 - 52.70) 30.590 0.000

3 不同性別胸壁厚度 從性別因素考量胸壁厚度，可發現同一測量點女性胸壁厚度大于男性胸壁厚度，差異有統計學意義。男性同側前入路胸壁厚度大于側入路，差異有統計學意義；女性同側前入路胸壁厚度大于側入路，差異有統計學意義(表3)。

表3 不同性別胸壁厚度比較(mm)Tab. 3 Comparison of CWT between different gender(mm)

4 BMI與胸壁厚度的關系 將納入研究對象分為非超重者(BMI < 24 kg/m2)和超重者(BMI ≥24 kg/m2)，超重者的胸壁厚度均大于非超重者。超重者的同側前入路胸壁厚度大于側入路，差異有統計學意義；非超重者的同側前入路胸壁厚度大于側入路，差異有統計學意義(表4)。Pearson線性相關分析顯示，胸壁厚度與BMI呈正相關，每增加1個單位的BMI，右側前入路胸壁厚度增加1.6 mm，左側前入路胸壁厚度增加1.63 mm，右側側入路胸壁厚度增加0.91 mm，左側側入路胸壁厚度增加0.95 mm (圖4)。

表4 不同BMI的胸壁厚度比較(mm)Tab. 4 Comparison of CWT between different BMI groups (mm)

5 胸壁厚度分布 若穿刺針的長度小于或等于胸壁厚度，就無法有效進入胸腔，我們以長度50 mm為起始，分別計算不同入路所測胸壁厚度數值中大于50 mm、60 mm、70 mm的數量及占比(表5)。

表5 胸壁厚度分布(n, %)Tab. 5 Chest wall thickness distribution (n, %)

討 論

使用胸腔穿刺針減壓是張力性氣胸現場急救最常用的方法[15-16]。為提升救治的時效性，穿刺減壓針的設計要求有效、簡易、安全，可以由經過簡單培訓的非專業人員完成操作。

在不同穿刺部位均能夠穿透胸壁是穿刺減壓針最基本的要求。由于鎖骨和胸骨角體征明顯，操作者定位明確、進針方便，故目前推薦首選穿刺位點是前入路，經過鎖骨中線第2肋間肋骨上緣進行穿刺。另一穿刺位點是側入路，經過腋前線第5肋間肋骨上緣進行穿刺[17-18]。增加側入路穿刺選擇的原因是部分研究認為前入路胸壁較厚，較長的進針路徑可能導致穿刺失敗[17-18]。本研究亦發現前入路胸壁厚度要大于側入路胸壁厚度。這一發現提示我們如果出現胸壁厚度超過穿刺針長度的情況，特別是對于女性和超重者等前胸壁脂肪層較厚的人群，在前入路穿刺效果不佳時，可以考慮側入路實施氣胸穿刺減壓[19]。雖然側入路的胸壁厚度有利于穿刺針以較短路徑進入胸膜腔，但更易損傷心臟、大血管等重要結構，且相較于前入路更難把握進針方向，進行穿刺時需要注意。

為提高穿刺成功率，穿刺針長度的設計應更關注胸壁厚度的最大值，尤其是前入路胸壁厚度。現行有明確標準的穿刺針推薦長度為50 mm及80 mm，測量胸壁厚度可為穿刺針長度的選取提供數據參考。本研究顯示8.2%的研究對象前入路胸壁厚度大于50 mm，即使用50 mm的穿刺針無法使這部分人群獲得有效減壓。當取60 mm時，這一數據降低到2.2%。因所測胸壁最大厚度為69.09 mm，故隨著取值的逐漸增大，這一數值降低到0。穿刺針的長度設計要囊括到最大胸壁厚度[20]。因此日本制訂的50 mm穿刺針長度不適合我國，我國穿刺針的長度應大于70 mm。另外，側入路有更小的胸壁厚度，相同長度的穿刺針側入路進入胸腔的概率較前入路高。在保證穿刺成功的基礎上，還應考慮穿刺器過長導致的損傷[9,21-23]。除此之外，如何評估穿刺針是否進入胸腔是本課題組下一步研究的重點。

本研究的局限性：1)回顧性研究，樣本數量有限；2)胸壁厚度基于胸部CT進行測量，實際操作中胸壁有彈性，此外操作者進針的角度甚至是皮下氣腫都會對進針路徑長短有影響。影響穿刺成功率的因素很多，穿刺針長度是其中一方面。綜上，本研究認為穿刺針的長度大于70 mm時，有利于張力性氣胸的成功穿刺減壓。側入路可以作為張力性氣胸穿刺減壓的備選方案。