背景

众所周知，各年龄段儿童的生长发育具有很大差异，导致儿童气管插管深度不当的情况较成人更常见。而插管深度不当（过深或过浅）会增加声带麻痹、意外脱管、支气管插管等并发症的发生率。因此合适的插管深度十分重要。

目前临床上广泛使用的是高级儿科生命支持研究组（APLS）给出的基于年龄的插管深度公式，即『年龄（岁）/2+12』（适用于1岁以上的儿童）。然而研究发现基于该公式计算的插管深度会带来较高的插管错位率（69%）。

一项回顾性研究发现，气管插管（ETT）错位的发生率会随着年龄的增长而降低，但到10岁时仍超过10%。Zhou等人的研究发现基于中指长度的公式（基于MFL的公式=3*中指长度）的准确性比APLS公式更高。

现有的关于生长参数与气管长度的相关性研究很少，也没有直接比较这些公式在儿科中应用准确性的研究。

因此有研究团队旨在选择并探究强相关性生长参数（如年龄（Y）、性别（G）、身高（H）、体重（W）、BMI、中指长度（MFL）、鼻耳屏长度（NTL）和胸骨长度（ST））与最佳气管插管深度（D）之间的相关性，进而总结出一个准确性更高的插管深度公式。

方法

纳入人群

• 接受插管全麻的4-12岁儿童。

排除标准

①急诊手术；

②存在困难气道、确诊或怀疑喉部或气道病变的患儿；

③头颈活动困难的患儿；

④患有严重心肺疾病或先天性心脏病的患儿。

麻醉方案

患儿入室后进行常规监测。诱导方案选择丙泊酚（2mg/kg）、舒芬太尼（0.4ug/kg）和顺式阿曲库铵（0.2mg/kg）。

基于D=年龄（岁）/4+3.5选择合适的带套囊气管导管，以降低位移、意外脱管等不良事件的发生率。诱导后，使用直接喉镜行气管插管，ETT的第一条插管深度标记线（图1）位于声门水平。

图1 第一条插管深度标记线

使用套囊压力监测器控制套囊压力为20-30cmH2O。固定ETT后，记录与上切牙平齐的ETT位置（IT），单位为cm（图2）。术中泵注丙泊酚和瑞芬太尼以维持BIS 50-60。

图2 气管导管尖端、套囊、隆突和声带之间的相互位置关系示意图

术中测量并记录受试者的一般信息：ASA分级、年龄、性别、身高、体重、BMI、中指长度（MFL）、胸骨长度（ST）和鼻耳屏长度（NTL）。

统计分析

• 插管前测量

GC：套囊上缘与第一条标记线间的距离；

CT：套囊上缘与ETT尖端的距离；

GT：第一条标记线和ETT尖端的距离。

插管后标记线位于声门水平，即套囊到声门的距离等于GC。受试者仰卧，头部位于解剖中性位置。

• 使用Disposcope柔性内窥镜通过以下步骤测量ETT尖端和气管隆突之间的距离（TC）

①将ETT与呼吸机断开、将内窥镜放入ETT；

②当内窥镜的尖端到达隆突时，在内窥镜和ETT的交叉处做标记；

③然后撤出内窥镜，当内窥镜末端到达ETT尖端时，标记第二条线；

④ETT尖端和隆突之间的距离（TC）等于两条线之间的距离（图2）。

解剖上气管长度（AL）为声门和隆突之间的距离。根据以下公式计算AL：AL=GT+TC。上切牙与隆突之间的距离（CL）：CL=IT+TC。

• 最佳插管深度（D）

  套囊上缘到声门距离（GC）等于ETT尖端到隆突的距离（TC）时的插管深度，即GC=TC时，插管深度最合适。推导一下，D=IT-[（GT+TC-CT）/2-TC]，在此公式中，GT+TC等于解剖气管长度，当处于最佳插管深度时，（GT+TC-CT）/2等于GC或TC，（GT+TC-CT）/2-TC等于最佳插管深度和实际插管深度（IT）的差异（图2）。

• 近端插管：声门和套囊之间的距离GC＜1cm;

• 远端插管：ETT尖端和隆突之间的距离TC＜1cm。

结果

共有111名4-12岁儿童被纳入研究，其人口统计学和年龄亚组的气管长度特征见表1和表2。

表1 受试者基本信息

表2 各年龄组儿童气管长度、上切牙至隆突距离和最佳插管深度

1、气管长度和最佳插管深度相关性分析

Pearson相关性分析显示：解剖气管长度（AL）与身高之间的相关性最强（R=0.897，P＜0.001），中指长度（R=0.841，P＜0.001）、年龄（R=0.832，P＜0.001）也是相关性很强的因素，而CL与身高中度相关（R=0.641，P＜0.001）。

如表3所示：最佳插管深度（D）的相关因素有身高（R=0.865，P＜0.001）、中指长度（R=0.779，P＜0.001）、年龄（R=0.779，P＜0.001）和体重（R=0.736，P＜0.001）。性别与气管长度特征之间没有相关性。

表3 Pearson相关性分析

2、建立新的预测公式 

随后，对受试者的生长参数（性别、年龄、身高、体重、BMI、中指长度、胸骨长度、鼻耳屏长度）和最佳插管深度进行了简单的线性回归分析。根据分析结果，生成了基于身高的预测公式（图3）。

图3 最佳气管插管深度和身高之间的线性回归线。回归线显示：R2=0.804，Y=0.1106*X+3.306，P<0.001

D (cm) = 3.088 + 0.11 × Height (cm) (R2 = 0.804, P < 0.001)通过四舍五入截距和斜率，建立了简化公式：

• 新公式 1 : D (cm) = 4 + 0.1 × 身高 (cm)

• 新公式 2 : D (cm) = 3 + 0.1 × 身高 (cm)

3、验证新公式的预测精度 

研究发现新公式1的预测精度高于新公式2、APLS公式和基于MFL的公式。根据新公式1、新公式2、APLS公式和基于MFL公式计算出的最佳深度和ETT深度之间的平均差异为 −0.354 cm (95%LOA,−1.289至1.998 cm)，1.354cm(95%LOA,−0.289至2.998cm)，1.154cm (95%LOA, −1.002至3.311cm)，−0.619cm(95%LOA, −2.960至1.723cm) ，可见新公式1中的差异小于其他三个公式。Bland- Altman图如图4所示。

图4 新公式1、新公式2、APLS公式和中指长度公式的Bland-Altman图。对于4-12岁的儿科患者，新公式1（A）比新公式2（B）、APLS公式（C）和中指长度公式（D）更准确。虚线表示平均差异，上下实线表示95%的一致性极限

除此之外，与其他三个公式相比，新公式1的RMSE（0.907）、MAPE（0.041）和MAE（0.709）最低，表明新公式1的准确性更高（表4）。

表4 不同公式的预测精度

新公式1的最佳插管率（84.69%）高于新公式2（55.86%）、APLS公式（61.26%）和基于MFL的公式（69.37%）。新公式2（44.14%）和APLS公式（38.74%）的近端插管发生率高于新公式1和基于MFL的公式，而基于MFL公式（25.22%）的远端插管发生率最高。

此外，基于新公式1，ETT尖端和隆突之间的距离接近声门与套囊之间的距离（2.07±0.96 vs 2.74±1.19，表5）。

表5新公式、APLS公式和基于MFL的公式之间插管信息的比较

讨论

研究发现儿童身高与气管长度和最佳插管深度密切相关，通过线性回归分析建立了基于身高的新公式，以预测儿科插管最佳深度。

与APLS公式、基于MFL公式和新公式2相比，新公式1（D=4+0.1*身高cm）预测最佳插管深度的准确性更高。

Morgan在1982年提出过一个更可靠的公式：D=5+0.1*身高cm，以估计上切牙到主气管中点的距离。值得注意的，该公式预测的最佳插管深度要比本研究中的新公式1深1cm。原因可能与种族身高差异有关。不同种族的身高和气管长度也不同。

一项回顾性观察性研究表明，欧洲人和亚洲人在气管长度方面存在明显的种族差异，在德国儿童中，气管长度是身高的6%-10%，而在日本儿童中为7%-11%。这意味着当身高一致时，不同种族的气管长度可能就不同。

Morgan公式是基于北美人群身高建立的，这可能不适合与亚洲人群。在本研究中，气管长度约为身高的6.24%-10.83%。相比之下，基于MFL的公式要比新公式2和APLS公式的精度更高，但低于新公式1。

然而，另一项研究发现，在1-4岁的受试者中气管插管的深度和中指长度之间的相关性更高。两项研究结果不一致的原因可能与纳入人群年龄分布有关。

在耳鼻喉、口腔、腭裂修补及后颅窝手术中，常需头部伸展或屈曲，以暴露手术视野。当头部处于屈曲或伸展位时，ETT尖端可向隆突或声带方向移动至少1cm。先前的研究也表明，头部部位的变化对气管插管深度有深刻的影响。

本研究表明，新公式1预测最佳插管深度的准确性更高，其次是基于MFL的公式，而APLS的准确性最低。使用APLS公式，33.7%儿童的ETT位置不正，大多数为近端插管。

Lau等人指出，APLS公式低估了1岁以上儿童经口插管的最佳插管深度。与之前的研究一致，本研究也发现APLS的近端插管率高。相反，Lee等人发现1岁以上的儿科患者使用APLS公式发生远端插管的概率高。因此，APLS公式不具有广泛性。

然而基于新公式1时仍会发生插管位置不当的情况（如受头部运动的影响等）。因此插管深度公式可以保证最初的插管位置，但不能确保手术全过程的完美ETT位置，仍需通过听诊和呼末二氧化碳来进一步判断。

总结

本研究表明基于身高预测插管深度的新公式是可靠的，方法简单，可用于临床实践参考。而基于MFL的公式可用于无法确定儿童身高的患儿。