一种新型的鹰嘴状气管切开术器械及扩张钳，适用于单人紧急气道建立操作

《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》：A novel olecranon-type tracheotomy and expansion forceps for single-person emergency airway access

本研究开发新型olecranon型单手紧急气管切开器械OTEF，通过对比24具尸体实验发现OTEF组手术时间（96.83±8.82秒）显著短于PDT组（566.50±47.14秒），切口长度（13.67±3.67mm）更小，且未观察到气管壁损伤。该器械通过弧形刃口实现精准切口，配合超声定位，适用于单人操作的紧急气管切开场景，可提升灾害救援和战场急救效率。

　　在紧急情况下，气道阻塞是一种危及生命的状况，需要迅速而有效的干预措施。传统的气道管理方式通常依赖于多个医疗人员的协作，但在某些特殊场景中，如战场、灾害现场或偏远地区，这种多人员配合的模式可能难以实现。因此，研究开发适用于单人操作的新型气道建立工具显得尤为重要。本文介绍了一种名为“尺骨型气管切开与扩张钳”（Olecranon-type Tracheotomy and Expansion Forceps, OTEF）的新型设备，旨在提高单人操作在紧急气管切开术中的效率和安全性。

气道是人体维持生命的重要通道，一旦发生阻塞，可能导致严重的呼吸困难甚至死亡。因此，紧急气管切开术是一种常见的急救手段，能够在短时间内为患者建立人工气道。然而，传统的气管切开术通常需要至少两名外科医生的配合，以确保手术的准确性和安全性。这种多人员操作的方式在某些情况下并不适用，尤其是在医疗资源匮乏或环境恶劣的条件下。因此，开发一种能够由单人独立完成气管切开术的工具，不仅能够提高救援效率，还能降低对专业医疗团队的依赖，为非专业救援人员提供更有效的操作方案。

为了满足这一需求，研究团队设计了一种新型的气管切开与扩张工具——OTEF。该设备融合了气管切开和扩张功能，使得单人能够完成整个手术流程。设备的前端设计为弧形结构，具有锋利的切割边缘，用于精准切割气管环和前方软组织。外侧则为钝面，以减少对周围组织的损伤。此外，设备上设有刻度线，帮助操作者在手术过程中准确判断穿刺深度。这种设计不仅简化了手术步骤，还提高了操作的精确度和安全性。

为了验证OTEF的性能，研究团队进行了24具成年尸体的实验。这些尸体均在24小时内死亡，并且已经进行了鼻腔插管。实验过程中，所有手术均由同一名外科医生完成，以减少操作者之间的差异。在实验前，使用便携式超声诊断设备对尸体颈部结构进行了可视化，以确定穿刺点和深度。超声技术的应用不仅提高了穿刺的准确性，还减少了因解剖结构不清而导致的并发症风险。

在OTEF组中，手术平均耗时为96.83秒，切口平均长度为13.67毫米。而在传统的经皮扩张气管切开术（Percutaneous Dilational Tracheotomy, PDT）组中，手术平均耗时为566.50秒，切口平均长度为20.67毫米。与PDT组相比，OTEF组在手术时间和切口长度方面均表现出显著优势（P < 0.05）。这一结果表明，OTEF不仅能够显著缩短手术时间，还能减少切口的大小，从而降低手术创伤。

此外，实验还发现，在使用OTEF进行手术后，通过纤维支气管镜检查，未发现气管壁的明显损伤。这进一步验证了OTEF在操作过程中对气管组织的保护作用。相比之下，传统PDT手术由于需要扩张气管，可能会导致更大的切口和更高的并发症风险。因此，OTEF的引入不仅提高了手术效率，还增强了手术的安全性。

在实际应用中，OTEF的优势在于其单人操作的特性。在资源有限、医疗人员不足的紧急情况下，这种设备能够由一名操作者独立完成手术，从而减轻医疗资源的压力。例如，在战场或灾难现场，非专业救援人员可能需要在短时间内为伤员建立人工气道。OTEF的设计使得他们能够在缺乏专业团队的情况下，安全且高效地完成这一关键步骤。这种设备的使用不仅提高了救援效率，还为伤员争取了更多时间，以获得进一步的治疗。

值得注意的是，尽管OTEF在实验中表现出色，但该研究仍存在一定的局限性。首先，实验是在尸体模型上进行的，无法完全模拟活体组织的生理特性，如组织弹性、出血情况和气道活动。因此，未来的动物实验和临床研究需要进一步验证OTEF在活体中的安全性和有效性。其次，尽管两组之间的性别分布没有显著差异，但性别相关的解剖学差异（如颈部周长、气管直径和软组织厚度）可能会影响手术的进行。因此，未来的研究需要纳入更多样化的样本，以全面评估这些因素对手术结果的影响。

此外，操作者的技能水平和培训时间也是影响手术效果的重要因素。目前的研究并未分析不同临床经验水平的操作者在使用OTEF时的表现差异。因此，未来的研究应进一步探讨操作者的学习曲线，制定标准化的培训方案，以确保所有使用者都能熟练掌握该设备的使用方法。特别是在高压力的急救环境中，操作者需要具备足够的技能和信心，才能安全有效地完成手术。

综上所述，OTEF作为一种新型的单人操作气管切开工具，在紧急情况下具有显著的优势。它不仅能够提高手术效率，还能减少切口长度，降低手术创伤。同时，其设计也兼顾了操作的精确性和安全性，为非专业医疗人员提供了可行的解决方案。然而，该设备的临床应用仍需进一步验证，特别是在活体条件下的表现。未来的研究应结合更多的实际应用场景，评估OTEF的适用性，并探索其在不同人群中的效果差异。此外，制定系统的培训方案，提高操作者的熟练度和信心，也是推动该设备广泛应用的关键。通过不断优化设计和培训体系，OTEF有望成为一种在紧急医疗环境中不可或缺的工具，为挽救生命提供更加可靠的支持。