基于CT测量指标的张力性气胸急救穿刺针合适长度及穿刺入路的研究

张 博，杨 博，李宬润，范开杰，刘 阳

1 解放军总医院第一医学中心 胸外科，北京 100853；2 第八十集团军医院，山东潍坊 261000

张力性气胸是战现场常见的致命伤，通过及时、有效的穿刺减压可以挽救90%伤员的生命[1-4]。张力性气胸最常用的一线急救装备是穿刺减压针[5-6]。首选的穿刺减压位置是前入路穿刺点，位于锁骨中线第2肋间。前入路无法实施穿刺时，可以选择侧入路穿刺点，位于腋前线第5肋间[7]。无论选择哪个穿刺位点，减压成功的关键是穿刺针长度足够，可穿透胸壁进入胸腔[8]。但穿刺针过长时，会增加损伤周围器官的风险[9-10]。不同国家采用的穿刺针长度不同，美国推荐长度为80 mm[11-12]，而日本推荐为50 mm[13]，第10版高级创伤生命支持更倾向于80 mm[14]。我国尚无相关数据来指导确定适合国人的气胸穿刺针长度。本研究利用解放军总医院第一医学中心既往胸部CT影像数据，测量我国40岁以下人群两个穿刺位点的胸壁厚度(chest wall thickness，CWT)，为制订我国气胸急救穿刺针的长度标准提供数据支撑。

资料与方法

1 研究对象 根据人体发育特点，40岁之后胸壁厚度趋于稳定和下降，为获取胸壁厚度最大值，选取2019年于解放军总医院第一医学中心胸外科住院的18～40岁患者294例。纳入标准：有解放军总医院第一医学中心薄层胸部CT扫描影像，胸部CT定位相需显现锁骨全长，未进行过影响实际胸壁厚度的手术。排除标准：无解放军总医院第一医学中心胸部CT扫描影像，胸部CT定位相未显现锁骨全长，既往有影响实际胸壁厚度的手术史。

2 测量指标 测量指标为胸壁厚度，定义为皮肤表面至胸腔的垂直距离。分别测量左、右两侧经前入路和经侧入路穿刺点的胸壁厚度(锁骨中线第2肋间定义为前入路，腋前线第5肋间定义为侧入路)。同时通过PRIDE病例系统收集基本信息[年龄、性别、身高、体质量、体质量指数(body mass index，BMI)]，CT影像数据通过美迪康图像存档和通信系统(picture archiving and communication system，PACS)获取。

3 CT测量胸壁厚度方法选取患者纵隔窗CT影像资料(层厚1.25 mm，窗位30 HU，窗宽350 HU)。使用PACS系统进行数据测量分析。分别测量左、右两侧经前入路和经侧入路穿刺点的胸壁厚度。1)CT影像中前入路穿刺点的选取和测量方法：因锁骨的位置相对固定，首先在CT定位图像中确定锁骨中线位置，定义为纵轴。在轴位图像中选择第2肋间平面定义为横轴，通过同步关联定位坐标，选取纵轴和横轴交叉点作为测量点。通过系统自带测量工具测量皮肤表面至壁层胸膜的垂直距离，作为前入路穿刺点胸壁厚度(图1)。2)CT影像中侧入路穿刺点的选取和测量方法：①首先确定腋前线：通过定位格栅法获取CT图像(体表画出腋前线，让定位格栅的某一根金属丝重合腋前线覆盖于体表后再行胸部CT扫描)，然后在PACS系统的重建图像中，发现穿过肱骨头内侧缘的矢状面与腋前线吻合。以图2为例说明：PACS系统可以自动通过CT轴位图像重建出冠状位和矢状位图像，并将三者置于同一界面，图中红线、蓝线、绿线分别代表人体矢状位、水平位、冠状位截面，可自行拖拽移动，且均为同步关联。从CT轴位图像中可以清晰观察到体表格栅显影，黄色箭头所指金属亮点为本病例的腋前线。为了发现腋前线所在的矢状面会通过哪些骨性结构，拖拽代表矢状面的红线覆盖此金属亮点，可见冠状位图像上的红线同步穿过肱骨头内侧缘。红线在轴位图像上与腋前线重合时，在冠状位上即穿过肱骨头内侧缘。反之，在没有格栅扫描的CT图像上，拖拽红线穿过冠状位图像上的肱骨头内侧缘，那么在轴位图像上同步移动的红线即认为通过腋前线。②侧入路胸壁厚度的测量：首先通过PACS系统的重建功能将轴位、冠状位、矢状位图像重建在同一界面，拖拽冠状位图像上代表矢状面的红线通过肱骨头内侧缘，根据图2描述的腋前线确定方法认定轴位图像中的红线通过腋前线，其为纵轴。在轴位图像中选择第5肋间平面定义为横轴，选取纵轴和横轴交叉点作为测量点。通过系统自带测量工具测量皮肤表面至壁层胸膜的垂直距离，作为侧入路穿刺点胸壁厚度(图3)。

图1 前入路胸壁厚度测量方法。左图为CT定位相，右图为CT轴位相，红色实线为测量长度的刻度尺，纵横交叉虚线为同步关联定位坐标线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

图3 侧入路胸壁厚度测量方法。左图为CT轴位图像，右上为CT矢状位图像，右下为CT冠状位图像，红线、蓝线、绿线分别代表人体矢状位、水平位、冠状位截面。在冠状位图像上让红线通过肱骨头内侧缘，根据图2所示的腋前线确定方法，该红线与第五肋间胸壁的交叉点即为测量点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 统计学处理 采用SPSS25.0软件进行统计分析。计量资料均符合正态分布。不同性别、不同BMI组间比较采用两独立样本t检验或单因素方差分析，左右或不同入路比较采用配对t检验。计数资料以频数(%)表示。BMI与不同位置胸壁厚度的相关关系采用Pearson线性相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 研究对象一般资料294例中男性135例(45.9%)，女性159例(54.1%)，平均年龄(33.76±5.41)岁，平均BMI为(23.8±3.94) kg/m2，根据中国BMI标准，我们将纳入患者又分为非超重(BMI＜24 kg/m2)165例，超重(BMI ≥ 24 kg/m2)129例(表1)。

表1 研究对象一般资料Tab. 1 General characteristics of the study subjects

2 不同入路胸壁厚度 右侧前入路胸壁厚度为14.47～66.61(35.33 ± 9.62) mm，侧入路胸壁厚度为9.82～48.60(23.17±7.14) mm；左侧前入路胸壁厚度为13.20～69.09(34.91±9.65) mm；侧入路胸壁厚度为8.19～52.70(22.59±7.43) mm。对于同一侧而言，前入路胸壁厚度大于侧入路胸壁厚度(P＜0.05)(表2)。

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

表2 不同入路的胸壁厚度比较[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 不同性别胸壁厚度 从性别因素考量胸壁厚度，可发现同一测量点女性胸壁厚度大于男性胸壁厚度，差异有统计学意义。男性同侧前入路胸壁厚度大于侧入路，差异有统计学意义；女性同侧前入路胸壁厚度大于侧入路，差异有统计学意义(表3)。

表3 不同性别胸壁厚度比较(mm)Tab. 3 Comparison of CWT between different gender(mm)

4 BMI与胸壁厚度的关系 将纳入研究对象分为非超重者(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。超重者的同侧前入路胸壁厚度大于侧入路，差异有统计学意义；非超重者的同侧前入路胸壁厚度大于侧入路，差异有统计学意义(表4)。Pearson线性相关分析显示，胸壁厚度与BMI呈正相关，每增加1个单位的BMI，右侧前入路胸壁厚度增加1.6 mm，左侧前入路胸壁厚度增加1.63 mm，右侧侧入路胸壁厚度增加0.91 mm，左侧侧入路胸壁厚度增加0.95 mm (图4)。

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

5 胸壁厚度分布 若穿刺针的长度小于或等于胸壁厚度，就无法有效进入胸腔，我们以长度50 mm为起始，分别计算不同入路所测胸壁厚度数值中大于50 mm、60 mm、70 mm的数量及占比(表5)。

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

讨 论

使用胸腔穿刺针减压是张力性气胸现场急救最常用的方法[15-16]。为提升救治的时效性，穿刺减压针的设计要求有效、简易、安全，可以由经过简单培训的非专业人员完成操作。

在不同穿刺部位均能够穿透胸壁是穿刺减压针最基本的要求。由于锁骨和胸骨角体征明显，操作者定位明确、进针方便，故目前推荐首选穿刺位点是前入路，经过锁骨中线第2肋间肋骨上缘进行穿刺。另一穿刺位点是侧入路，经过腋前线第5肋间肋骨上缘进行穿刺[17-18]。增加侧入路穿刺选择的原因是部分研究认为前入路胸壁较厚，较长的进针路径可能导致穿刺失败[17-18]。本研究亦发现前入路胸壁厚度要大于侧入路胸壁厚度。这一发现提示我们如果出现胸壁厚度超过穿刺针长度的情况，特别是对于女性和超重者等前胸壁脂肪层较厚的人群，在前入路穿刺效果不佳时，可以考虑侧入路实施气胸穿刺减压[19]。虽然侧入路的胸壁厚度有利于穿刺针以较短路径进入胸膜腔，但更易损伤心脏、大血管等重要结构，且相较于前入路更难把握进针方向，进行穿刺时需要注意。

为提高穿刺成功率，穿刺针长度的设计应更关注胸壁厚度的最大值，尤其是前入路胸壁厚度。现行有明确标准的穿刺针推荐长度为50 mm及80 mm，测量胸壁厚度可为穿刺针长度的选取提供数据参考。本研究显示8.2%的研究对象前入路胸壁厚度大于50 mm，即使用50 mm的穿刺针无法使这部分人群获得有效减压。当取60 mm时，这一数据降低到2.2%。因所测胸壁最大厚度为69.09 mm，故随着取值的逐渐增大，这一数值降低到0。穿刺针的长度设计要囊括到最大胸壁厚度[20]。因此日本制订的50 mm穿刺针长度不适合我国，我国穿刺针的长度应大于70 mm。另外，侧入路有更小的胸壁厚度，相同长度的穿刺针侧入路进入胸腔的概率较前入路高。在保证穿刺成功的基础上，还应考虑穿刺器过长导致的损伤[9,21-23]。除此之外，如何评估穿刺针是否进入胸腔是本课题组下一步研究的重点。

本研究的局限性：1)回顾性研究，样本数量有限；2)胸壁厚度基于胸部CT进行测量，实际操作中胸壁有弹性，此外操作者进针的角度甚至是皮下气肿都会对进针路径长短有影响。影响穿刺成功率的因素很多，穿刺针长度是其中一方面。综上，本研究认为穿刺针的长度大于70 mm时，有利于张力性气胸的成功穿刺减压。侧入路可以作为张力性气胸穿刺减压的备选方案。