気管挿管
気管挿管 （きかんそうかん、英 : Tracheal intubation ）は、通常、単に挿管 （英 : intubation ）とも呼ばれ、気道を確保 するため、または特定の薬物を投与するための導管として使用するために、気管に柔軟なプラスチックチューブを挿入することである。重傷の患者、病気の患者、全身麻酔 中の患者に頻繁に行われ、機械換気 を含む肺の換気 を容易にし、窒息 や気道閉塞を阻止するために行われる。用語としては気管内挿管（endotracheal intubutation）とも呼ばれる[ 注釈 1]
気管チューブ を口と声帯 を経て気管に通す。経鼻気管挿管では、気管チューブを鼻と声帯から気管に通す。その他の挿管方法としては、輪状甲状靱帯切開 （ほとんど緊急時にのみ行われる）、気管切開 （主に長期間の気道確保が必要と予想される場合に行われる）があり、手術侵襲を伴う。
気管挿管は侵襲的 で不快な手技 であるため、通常、全身麻酔薬 と神経筋遮断薬 の投与後に行われる。しかし、意識下の患者にも局所麻酔 や表面麻酔 を使用して挿管可能であり、緊急時には麻酔を全く使用せずに行うことも可能である。通常、喉頭鏡 、気管支鏡 、ビデオ喉頭鏡 などを用いて声帯 を確認し、声帯の間のチューブを食道ではなく気管に通す。喉頭鏡を用いて声帯を視認することは喉頭展開 （英 : laryngoscopy ）と呼ばれる[ 注釈 2] 気管 、咽頭 、口腔 それぞれの軸は角度をなしており、さらに喉頭蓋 が文字通り気管の蓋の役割を果たしているために、通常、口腔からは気管挿管のターゲットである声門 は見えない。気管挿管時に行う喉頭展開とはこの軸の角度を強制的に鈍角に近づけ、なおかつ気管の蓋となっている喉頭蓋を展開して、口腔から声門を直接見えるようにすることである。声門を可視化するために、他の機器や手技が用いられることもある。
挿管訓練用のマネキンで喉頭展開 を行っている。 気管挿管後、通常は、チューブ固定を補助し、呼吸ガスの漏れを防ぎ、気管・気管支 を胃酸 などの望ましくない物質から保護 するために、チューブの先端のすぐ上にある風船状のカフを膨らませる。その後、チューブを顔や首に固定し、Tピース 、呼吸回路 （英語版 ） バッグバルブマスク 、または人工呼吸器 に接続する。人工呼吸の補助や気道の保護が必要なくなったら、気管チューブを抜く。これを抜管 （英 : extubation ）という。輪状甲状腺切開や気管切開などの外科的気道の場合は抜去（英 : decannulation ）と呼ばれることもある。
何世紀にもわたって、気管切開 が気管挿管の唯一の信頼できる方法と考えられてきた。しかし、気管切開で助かる患者は少数であったため、医師が気管切開を行うのは、死にかけた患者に対する最後の手段であった。しかし、19世紀後半になると、解剖学 や生理学 、病気の病原体説 の理解が進み、この手術の成績が向上し、治療法の選択肢として認められるようになった。また、当時は内視鏡 の性能も向上しており、手術によらない経口経気管的な気道確保の手段として、直接喉頭展開が有効な手段となっていた。20世紀半ばには、気管切開、内視鏡、非外科的気管挿管は、ほとんど行われない手技から、麻酔科学 、集中治療医学 、救急医学 、喉頭科学 （英語版 ）
気管挿管は、歯の破損や咽頭 の組織 の裂傷などの合併症 を伴うことがある。また、胃の内容物を肺に誤嚥 すると、重症でときに致命的な化学的誤嚥性肺炎 を引き起こしたり、食道 への挿管が見落とされると致命的な 低酸素症 に至る可能性もある。このため、気管挿管を行う前に、異常な気道解剖学的構造または他の制御不能な因子の存在による挿管困難または合併症 の可能性を慎重に評価する。また、気道を確保するための代替策を常に用意しておく必要がある。ちなみに、挿管困難 （英 : difficult intubation ）ないしは困難気道 英 : difficult airway ）とは挿管ないしは気道確保 が困難であることを意味する医学用語 である[ 3] 食道挿管 、気管チューブが気管に深く入りすぎてどちらかの気管支に留置されることは片肺挿管 と呼ぶ。
気管挿管は、病気や医療行為によって、気道確保、呼吸、血液の酸素飽和度 維持ができなくなった場合に、さまざまな場面で適応 となる。このような状況では、単純フェイスマスク （英語版 ） 酸素吸入 では不十分である。
気管挿管の最も一般的な適応は、全身麻酔 において、亜酸化窒素 や吸入麻酔薬 を投与するための導管を設置することであろう。全身麻酔薬 、オピオイド 、神経筋遮断薬 は、呼吸抑制 ないしは無呼吸 を生じることがある。全身麻酔中に気道を確保する唯一の手段ではないが、気管挿管は酸素供給と換気 の最も確実な手段であり[ 4] [ 5]
脳への損傷（重度の脳卒中 、 非貫通性頭部外傷 （英語版 ） 薬物中毒 、 毒物 など）により、意識レベルが低下する （英語版 ） 昏迷 や昏睡 （Glasgow Coma Scale のスコアが8未満と定義される）に至るまで重症化すると[ 6] 誤嚥 から気管・気管支 を保護するために、気管挿管がしばしば必要となる[ 7]
呼吸が不十分であったり（低換気 ）、停止している状態が長く続いたり（呼吸停止 ）、肺拡散能 （英語版 ） 低酸素血症 や酸素飽和度 低下を生じている患者には、挿管が必要な場合がある[ 8] 多発外傷 を持つ重篤な患者である[ 4] 脊髄損傷 、 フレイルチェスト 、肺炎 、急性呼吸窮迫症候群 (ARDS)、溺死 寸前の状態などが挙げられる。具体的には、吸入酸素濃度（FIO2 （英語版 ） 血液ガス分析 で動脈酸素分圧 （PaO2 ）が60mmHg 以下の場合に挿管を考慮する。高炭酸ガス血症 （英語版 ） アシデミア の状態で動脈血二酸化炭素分圧（PaCO2 ）が45mmHg以上であれば挿管を促し、特に一連の測定で呼吸性アシドーシス （英語版 ） ガイドライン は常に臨床的な背景の中で解釈される[ 9]
気道閉塞 ないしは気道閉塞の切迫状態は、気管挿管の一般的な適応である。気道に異物 が詰まった場合、生命を脅かす気道閉塞が起こることがあり、これは特に乳幼児に多い。顔面や頸部の重度の鈍的外傷 や貫通性外傷 （英語版 ） 気管気管支損傷 （英語版 ） 煙の吸引 （英語版 ） 喉頭蓋炎 を起こした人には、気道閉塞がよく見られる。強直間代痙攣 （英語版 ） 血管性浮腫 も、生命を脅かす気道閉塞の原因としてよく知られており、気道を確保するために気管挿管が必要になることがある[ 4]
気管支鏡検査、レーザー治療 （英語版 ） 気管支 （英語版 ） ステント 留置など、気道の診断的または治療的な操作により、断続的に呼吸が妨げられることがあり、そのような状況では挿管が必要な場合がある[ 7]
新生児呼吸窮迫症候群 、先天性心疾患 、気胸 、ショック などの症候群は、新生児の呼吸障害を引き起こし、気管内挿管や機械的補助呼吸 （人工呼吸 ）を必要とすることがある[ 10] 全身麻酔下 での手術中にも新生児は気管挿管を必要とする[ 10]
喉頭鏡を用いた経口気管挿管 ミラー型喉頭鏡のブレードとハンドルのセット（成人用大、成人用小、小児用、乳児用、新生児用） マッキントッシュ （英語版 ） 気管挿管ではほとんど、何らかの観察器具 （英語版 ） [ 11] [ 12] 病院前救護 の緊急事態では、患者が直接喉頭展開が不可能な場所にいる場合、指による挿管が必要となる場合がある[ 13] [ 13]
喉頭鏡のブレードを直型にするか曲型にするかは、気道の解剖学的特徴や、操作者の個人的な経験や好みによる。
マッキントッシュ （英語版 ） [ 14] [ 15] [ 16] [ 17] [ 18] 酸素を供給 するためのポートなどの付属品もある。これらの特殊なブレードは、主に麻酔科医や耳鼻咽喉科医が、通常手術室 で用いるために設計されている[ 19]
1990年代以降、光ファイバー式 喉頭鏡の普及が進んだ。従来型の喉頭鏡とは異なり、喉頭を間接的に観察することができる。このため、喉頭を観察するために鋭角に曲がった部分を見る必要がある場合や、挿管困難の場合に大きな威力を発揮する。ビデオ喉頭鏡 は、デジタル ビデオカメラセンサー を用いた特殊な光ファイバー喉頭鏡で、操作者はビデオモニターで声門と喉頭を見ることができる[ 20] [ 21] ラリンジアルマスク [ 22] エアトラック （英語版 ） [ 23]
気管内挿管を容易にするために用いる気管内挿管用スタイレット。
スタイレット （英 : stylet ）は、気管チューブに挿入して、気管チューブを上気道の解剖学的構造に適合させるために設計された軟性金属のワイヤーである。この補助具は、喉頭展開が困難な場合に用いるのが一般的である。喉頭鏡のブレードと同様に、利用可能なスタイレットにもいくつかの種類があり[ 24] [ 25]
ポリ塩化ビニル 製のカフ付き気管チューブ 気管チューブは、気道を確保し維持すること、すなわち、気道が閉塞しないように開存した状態を保つことを主な目的として、気管に挿入するカテーテルである。気管チューブは、全身麻酔 、集中治療 、人工呼吸 （機械換気 ）、救急医療 などの場面で気道確保 に用いられることが多い。気管チューブには様々な種類があり、それぞれの用途に適したものが用意されている。単腔気管チューブ（Single lumen tracheal tube） は、代表的な気管チューブで、ほとんどの場合、口または鼻から挿入される。それぞれ、経口挿管・経鼻挿管と呼称される。単腔、とは後述の二腔気管支チューブ（ダブルルーメン気管支チューブ ）との対比を表すが、単に気管チューブと呼称されることが多い。肺の機械的陽圧換気 を行い、誤嚥 や気道閉塞の可能性を防ぐために、重傷の患者、病気の患者、麻酔をかけた患者の気道に挿入するために設計された換気 用導管である[ 26] 気管分岐部 （英語版 ） [ 26] 気管切開 または輪状甲状靱帯切開の開口部に挿入する[ 27]
気管チューブは、酸素と二酸化炭素 の適切な交換 、空気よりも高濃度の酸素の供給、ヘリウム[ 28] [ 29] [ 30] デスフルラン 、イソフルラン 、セボフルラン などの吸入麻酔薬 などの他の気体の投与に用いることができる。また、気管支拡張剤 、吸入コルチコステロイド 、そして、アトロピン 、エピネフリン 、リドカイン 、バソプレシン などの心停止 の治療に用いられる薬剤[ 5]
元々はラテックスゴム （英語版 ） [ 31] ポリ塩化ビニル 製である。また、特殊な用途のために、シリコーンゴム 、ワイヤー補強シリコーンゴム、ステンレス鋼 でできたチューブもある。ヒトに用いる場合、チューブのサイズは内径2～10.5mmである。サイズは患者の体格に合わせて選択され、乳幼児や小児にはより小さいサイズが用いられる。ほとんどの気管チューブは、呼吸ガスの漏れや胃内容物、血液、分泌物、その他の液体の肺誤嚥に対して気管気管支を密閉するための膨張式カフを備えている。カフのないチューブもあるが、用いるのは主に小児に限られる（小児の場合、輪状軟骨 （英語版 ） [ 20]
胸部X線撮影で良好な位置にある気管チューブ。矢印はチューブ先端を示す。 胸部X線撮影上、気管チューブの深さが十分でない。矢印はチューブ先端を示す。 気管チューブは気管内の適切な位置に留置されていなければ、適切な換気 が行われず、この状態が長時間続くと致命的である。気管チューブの位置を確認する方法として、100％信頼できるものはない。したがって、気管チューブが正しく挿入されているかどうかを確認するために複数の方法を用いることが、現在では広く標準治療 とみなされている[ 32] 気管支鏡 などの装置を用いて気管内に気管チューブがあるのをビデオ画面で確認する、などがある。他には、気管チューブが適切に留置されている場合、聴診器 で胸部を聴く と両側の呼吸音 （英語版 ） みぞおち を聴くと音が聞こえない、もしくは弱い。また、呼吸音に伴って胸壁が左右均等に上下することでも確認できる。また、呼気のたびに気管チューブ内には少量の水蒸気 が認められるが、気管チューブ内には胃内容物が存在することはない[ 33]
気管チューブの留置を確認するための方法のうち、少なくとも1つは測定機器 であることが理想的である。波形カプノグラフィー は、気管内にチューブが設置されていることを確認するためのゴールドスタンダード （英語版 ） [ 34] 胸部X線撮影 によって確認することができる。気管が気管分岐部より奥に入りすぎると、気管チューブの先端が右主気管支 （英語版 ） 片肺挿管 と呼ばれる）。この状況では、左肺が換気に関与できないことがあり、換気血流不均衡 （英語版 ） 低酸素血症 に陥る可能性がある[ 35]
挿管された気管チューブは、気管挿管の原因が解除されれば抜かれる。これを抜管 （英 : extubation ）という。全身麻酔下手術においては、手術中は麻酔薬 が投与され続けると共に、留置された気管チューブを介して人工呼吸 （機械換気 ）が継続される。手術終了後、患者が覚醒して自発呼吸 が再開し、人工呼吸 の必要が無くなれば気管チューブは抜管される。麻酔薬は長年の度重なる改良により、半減期 が短いものに改良が重ねられ、近年は手術終了後数分で覚醒し、抜管されることも珍しくはない[ 36] 鎮静薬 も蓄積するために全身麻酔後ほど速くは呼吸状態は回復しない。従って、人工呼吸器によるサポートを徐々に減らして身体を慣れさせてから抜管する。この過程、離脱 （ウィーニング ）は通常、集中治療室 で行われるが、その期間は数日から十数日に及ぶ[ 37] [ 38] [ 39] [ 38]
気管挿管は苦痛を伴う手技であるため、患者に意識がある場合、通常は全身麻酔 下で行われるが、下記の神経ブロック による鎮痛で行われることもある。
舌の後方1/3、喉頭蓋谷、喉頭蓋 前面、咽頭 壁、扁桃腺 が麻酔される。
患者を開口し、舌を圧排し22～25ゲージの脊麻針を扁桃弓後下部に刺入し、血液の逆流がないことを確認した後、局所麻酔薬 を注入する。対側にも同様に麻酔を行う。4%リドカイン を染みこませた綿を扁桃弓後下部に正確に留置し5分間待つという方法もある[ 40]
舌根 部、喉頭蓋、披裂喉頭蓋ひだ、披裂部が麻酔される。まず舌骨 を同定し、ブロックする側へ動かす。舌骨大角に25ゲージ針を刺入、接触したら下方に針先を動かし、1～2mm進める。血液の逆流がないことを確認した後、局所麻酔薬を注入する。反対側にも同様の手技を行う[ 40]
声帯 下の喉頭、気管が麻酔される。甲状軟骨 と輪状軟骨 の間にある輪状甲状靭帯 を同定する。同部位を20～22ゲージの静脈留置針で穿刺し、外筒を留置する（柔らかいカテーテルを使用すれば、患者が咳をしたときに気管後壁の損傷を避けることができる）。外筒に接続したシリンジで空気を吸引した後（カテーテルの先端が期間内にあることを確認する）、2％リドカイン 2～3mlを素早く注入する。患者が咳きこみ、局所麻酔薬が気管表面に広がる[ 40]
緊急時の気管挿管は、気道内の血液、吐物、分泌物 や患者の協力が得られないため、ファイバー式気管支鏡では困難な場合がある。このため、重度の顔面損傷、完全な上気道閉塞、重度の換気機能低下、大量の上気道出血がある患者は、ファイバー挿管の候補としては不適当である。全身麻酔下のファイバー挿管には、通常2名の熟練者が必要となる[ 41] 鼻出血 が生じたと報告されている[ 42] [ 43] [ 44] [ 45] [ 46]
緊急に気管挿管を必要とする場面では、喉頭展開の経験者がすぐに対応できるとは限らない。このため、確実な気道確保 への橋渡しをするための特殊な装置が設計されている。このような装置には、ラリンジアルマスク 、カフ付き口咽頭エアウェイ 、食道-気管コンビチューブ（コンビチューブ （英語版 ） [ 47] [ 48] スタイレット 、トラキライト 、盲目的気管挿管、ブラード喉頭鏡 、Upsher scope、WuScopeなどの間接光ファイバ硬性スタイレットなどの装置も、直接喉頭展開に代わるものとして用いられる。これらの装置はそれぞれ独自の利点と欠点があり、すべての状況下で有効なものとはならない[ 24]
緊急麻酔のために準備された喉頭鏡。手前の2つはマッコイ喉頭鏡と呼ばれるもので、かつては挿管困難に用いられたが、近年はあまり用いられない。ビデオ喉頭鏡に取って代わられつつある。 迅速導入 (Rapid Sequence Induction: RSI . またはクラッシュ導入 またはrapid sequence intubation: 迅速気管挿管 とも)は、全身麻酔 の導入 方法の一つであり、緊急手術など患者が満腹（医学用語 ではフルストマック 、full stomachと呼ばれる）であることが想定される状況で一般的に採用されている。迅速導入の目的は、全身麻酔の導入とそれに続く気管挿管の際に、胃内容物の逆流 や肺誤嚥 の危険性を最小化することである[ 32] 麻酔マスク ）で肺を予備酸素化し、その後、静脈麻酔薬 とロクロニウム 、サクシニルコリン 、シスアトラクリウム （英語版 ） 神経筋遮断薬 を順次投与してから気管挿管する[ 49]
迅速導入と通常の気管挿管との重要な違いの一つは、全身麻酔導入開始直後の無呼吸 の間、気管が挿管されてカフが膨らむまで、施術者は用手換気 を行わないことである。RSIのもう一つの重要な特徴は、喉頭展開と気管挿管に先立ち、輪状軟骨への手による「輪状軟骨圧迫 セリック手技 」（Sellick maneuver）とも呼ばれる[ 32] 麻酔科医 ブライアン・アーサー・セリック（1918-1996）が初めて記述したことにちなむものである[ 50]
輪状軟骨圧迫の目的は、胃内容物の逆流と肺誤嚥の可能性を最小限に抑えることである。輪状軟骨圧迫は、この方法を支持する説得力のあるエビデンス がないにもかかわらず、50年近くRSI中に広く用いられてきた[ 51] 一回換気量 、トレンデレンブルク体位 、バルビツレート 麻酔が一般的だった当時の、少人数の患者を対象としたデータに基づいている(この麻酔法は2023年現在は一般的ではない)[ 52] エビデンス が蓄積されており、セリックが説明したように食道を圧迫するのではなく、実際には食道を横方向に偏位させ得るのだとされている[ 53] [ 54]
輪状軟骨圧迫は、BURP操作 と混同されがちである[ 55] [ 56] B ackward)、次に頭側(上向き,U pward)、最後に患者の右側(Ri ghtward)に向かって横方向に圧力(P ressure)をかける必要がある。だが、輪状軟骨圧迫とBURP操作のどちらも、喉頭展開による視野確保が悪化する可能性がある[ 57]
迅速気管挿管は、患者の意識はあるが呼吸不全 が差し迫っている場合（重度の外傷など）、病院前救護 の緊急時に行われることもある。この手技は、一般的に救命ヘリの隊員が行っている。移動中の固定翼機や回転翼機での挿管は環境要因から極めて困難であるため、搬送前の挿管に迅速気管挿管を行うことが多い。搬送する前に、地上で患者を麻酔して挿管する。
輪状甲状靱帯切開では、甲状軟骨 （英語版 ） 輪状軟骨 （英語版 ） 輪状甲状靱帯 を切開または穿刺する。 輪状甲状靱帯切開 キット輪状甲状靭帯切開 （輪状甲状間膜切開 とも呼ばれる、英：Cricothyrotomy）は、異物 による気道閉塞、血管浮腫 （英語版 ） 顔面外傷 （英語版 ） 気道確保 を目的として皮膚と輪状甲状靱帯 を切開するものである[ 58] 気管挿管 法が不可能または非現実的な場合に、ほぼ常に最後の手段として行われる。気管切開 と比較すると、輪状甲状靭帯切開は迅速かつ容易に実施でき、頸椎 を操作する必要がなく、合併症も少ない[ 59]
この手技を行う最も簡単な方法は、大口径（12～14ゲージ ）の末梢静脈カテーテル を用いて輪状甲状靭帯を穿刺する輪状甲状靭帯穿刺 である[ 60] ジェット換気 、すなわち高圧・高流量の酸素吹送を行うことができる。しかし、輪状甲状靭帯穿刺は極限状況では救命効果があるが、この方法は確実な気道が確保されるまでの一時的な措置としてのみ意図されている[ 61] 換気 （ventilation）は不可能である。輪状甲状靭帯穿刺による無呼吸酸素化 を1時間行った場合、酸素飽和度が98％以上であるにもかかわらず、動脈血二酸化炭素分圧は250mmHg以上、動脈血pHが6.72未満になると予想される[ 62] [ 63] セルディンガー法 の応用による経皮 （英語版 ）
いくつかのメーカーは、輪状甲状靭帯にポリ塩化ビニル 製カテーテルを挿入するために、ワイヤーガイドによる経皮拡張法（セルディンガー法 ）または従来式の外科的手法のいずれかを行うための、滅菌包装済みの輪状甲状靭帯切開キットを販売している。このキットは、病院の救急外来や手術室、救急車やその他の病院前救護 に常備されていることがある[ 64]
気管切開チューブを気管に挿入した図 ： 1 - 声帯 2 - 甲状軟骨 （英語版 ） 輪状軟骨 （英語版 ） 気管輪 5 - バルーンカフ 気管切開 は、首の前面を切開し、気管を切開して直接気道を開くものである。この開口部は、気道として単独で使用することも、気管切開チューブを挿入する場所として使用することも可能である。このチューブによって、ヒトは鼻や口を用いずに呼吸することができる。開口部は、メスまたは針（それぞれ外科的[ 63] [ 65] 反回神経 （声帯 を支配する神経）を損傷するリスクを抑えるため、気管切開はできるだけ気管の高い位置で行われる。これらの神経のうち片方だけが損傷した場合、患者の声は障害され（発声困難 （英語版 ） 失声症 ）。急性期では、気管切開の適応は輪状甲状靭帯切開の適応と同様である。慢性期では、気管切開の適応は、長期的な人工呼吸 と気管分泌物の除去の必要性（例：昏睡状態の患者、頭頸部の拡大手術）である[ 66] [ 67] 意識障害 で気道確保や誤嚥予防が必要な患者で長期気道管理が必要な場合は気管切開が行われる[ 68]
体重990g（35オンス）の未熟児 。新生児集中治療室 （NICU）で挿管され、機械換気 が必要な状況である。 小児と成人では気道解剖と呼吸生理に大きな違いがあり、小児患者に気管挿管を行う際には、これらを十分に考慮する必要がある。乳幼児ではかなり大きな違いがあるが、身体が成熟した年齢と体格 に近づくにつれて、その差は徐々に消えていく[ 69]
乳幼児の場合、経鼻挿管よりも経口挿管の方が簡単である。経鼻挿管は咽頭扁桃 （英語版 ） [ 70] [ 71] [ 72] [ 73] [ 74]
小児の気道は狭いので、わずかな声門や気管の腫脹 が致命的な気道閉塞を引き起こすことがある。気管の直径に対して大きすぎるチューブを挿入すると、腫脹の原因となる可能性がある。逆に、小さすぎるチューブを挿入すると、声門から口や鼻にガスが逆流する（しばしばチューブ周囲の「リーク（漏れ）」と呼ばれる）ため、有効な陽圧換気ができなくなることがある。過度のリークは、通常、より大きなチューブを挿入するか、カフ付きチューブを挿入することで修正することができる[ 75]
正しく留置された気管チューブの先端は、胸部X線写真 前後像で鎖骨 の間の気管中央部に位置する。チューブの適切な直径は、約25cmH2 O（10in）の加圧で小さなリークが生じるものである。気管チューブの適切な内径は、小児の小指とほぼ同じ直径と推定される。気管チューブの適切な長さは、子どもの口角から外耳道 までの距離を2倍にすることで推定できる。栄養状態が正常な1歳以上の小児では、気管チューブ の適切な直径と深さを推定するために2つの公式が用いられる。チューブの内径（mm）は（患者の年齢＋16）÷4、適切な挿入深さ（cm）は12＋（患者の年齢÷2）である[ 33]
新生児の場合、出生体重や在胎週数に応じて気管チューブのサイズを決定する[ 76] 超低出生体重児 ではさらに挿入長を短くする。
直型ブレードによる喉頭展開の際は、喉頭蓋谷ではなく、舌の基部の奥の直接喉頭蓋をおさえる位置までブレードの先端を進める。
新生児の気管内挿管時には、分泌物によるチューブの閉塞や肺の虚脱のリスクを減らし、痛み刺激を軽減するために、気管内吸引がしばしば行われる[ 10] [ 10]
新生児では、挿管時に酸素の吹き流しを行うことが推奨されていたが、2011年の米国の新生児蘇生プログラム（Neonatal Resuscitation Program: NRP) （英語版 ） [ 77]
下顎に巨大エナメル上皮腫 を罹患しているこの小児の場合、気管挿管が困難であることが予想される。 気管挿管は単純な手技ではなく、失敗した場合の結果は重大である。そのため、患者を事前に慎重に評価し、困難や合併症の可能性を検討する。そのためには、患者の病歴 を聴取し、診察 を行い、その結果をいくつかの分類システムのうちの1つに照らし合わせてスコア化する必要がある。予定されている手術手技（頭頸部の手術や肥満手術 （英語版 ） [ 32] 血管性浮腫 （英語版 ） 気管支ファイバースコープ や同様の器具を用いることが望ましいとされている。しかし、これらの器具は、従来の喉頭展開とは異なるスキルを必要とし、購入、維持、修理に費用がかかる[ 78]
患者の病歴を調べる際、質問に対して、「声を出しにくい」 （英語版 ） 「息が苦しい」 などの答えがあれば、それは重大な徴候 を示唆する。これらは、上気道、喉頭、気管、気管支の様々な場所にある閉塞性病変 （英語版 ） 縦隔 の、手術（例：頚椎前方椎間除圧固定術 （英語版 ） 放射線治療 、腫瘍 などの既往も、挿管が困難になる可能性を示唆する手がかりとなる。気管挿管の過去の経験、特に挿管困難、長期間の挿管（例：集中治療室 ）、気管切開の既往も要注意となる[ 32]
気道の詳細な理学所見 が重要であり、特に次のことが重要である：[ 79]
頸椎 の可動域：頭を後ろに倒し、次に前に倒して顎が胸につくようにできる。顎（顎関節 ）の可動域：被験者の指3本が上下の切歯 の間に入ること。
上顎 と下顎 の大きさと形：特に上顎低形成（上顎が未発達）、小顎症 （英語版 ） 後退顎 （英語版 ） 甲状頤間距離 ：被験者の指3本が、のど仏 （英語版 ） 口の大きさに対する舌と口蓋 の大きさと形。
歯、特に上顎の切歯が目立つかどうか（いわゆる出っ歯 ）、歯が動揺していないか、破損していないか、クラウン があるかどうか。 気管挿管の難易度を予測するために、コーマック分類 [ 80] [ 81] マランパチ分類 [ 82] マランパチ分類 は、舌根 の大きさが挿管困難に影響するという観察から生まれた。口腔内の解剖学的構造、特に口蓋垂 の基部、口峡 （英語版 ） 軟口蓋 の見え方を観察して決定される。このような医学的スコアリングシステムは患者の評価に役立つかもしれないが、単一のスコアやスコアの組み合わせで、挿管が困難な患者をすべて、そして他の患者を除外して検出することはできない[ 83] [ 84] [ 85] [ 86] コクラン のシステマティックレビュー では、気道管理の難しさを予測するために一般的に用いられるさまざまなベッドサイド検査の感度 と特異度 が検討されている[ 87] [ 88]
気道確保困難を予測・評価する指標として以下のようなものがある。
術前に気管挿管が困難かどうかを推測するための診察所見の一つ。Seshagiri Mallampatiが1985年に報告した[ 89] 口蓋 、口蓋垂 が見えにくいほど挿管困難になる確率が高い[ 90]
クラスI: 口蓋弓、軟口蓋 、口蓋垂 が見える。
クラスII: 口蓋弓、軟口蓋 は見えるが、口蓋垂 は舌根に隠れて見えない。
クラスIII: 軟口蓋 のみが見える。
クラスIV: 上記の全てが見えない。
コルマック分類（英 : Cormack classification ）とも呼ばれる。喉頭展開後の声門の見え方の分類であり、4段階に区分される。グレードIII、IVではチューブを気管に挿入することが困難(挿管困難)と判断される。一方、グレードI、IIでもチューブをスムーズに挿管できないこともある[ 90]
グレードI：声門のほぼ全体が観察できる。
グレードII：声門の一部が観察できる。
グレードIII：披裂軟骨部や声門は見えないが、喉頭蓋は観察できる。
グレードIV：声門も喉頭蓋も観察できない。
下顎可動域を調べる方法で、下顎を前方に移動してもらい、下の歯列が上口唇を噛むことができるか調べる。Cの場合はマスク換気 も気管挿管も困難となる可能性がある[ 90]
A：下歯列が上口唇を完全に噛むことができ、上口唇が見えない
B：下歯列が上口唇を部分的に噛むことができ、上口唇の一部が見える
C：下歯列が上口唇を噛めない
Kheterpalのモデルを一部改変したもの[ 91] 換気 不能・挿管不能（CVCI : cannot ventilate, cannot intubate）が同時に発生すると、致死的になる。CVCIの発生する原因に12の危険因子があり、多いほどCVCIの発生する危険性が高くなる[ 90]
マランパチ分類のクラスIII あるいはIV
頚部放射線後、頚部腫瘤
男性
短い甲状頤間距離
歯牙の存在
ボディマス指数 （BMI）≧30kg/m2 の肥満46歳以上
アゴひげの存在
太い首
睡眠時無呼吸症候群 の診断頸椎 の不安定性や可動制限下顎の前方移動制限
気管挿管は、酸素供給と人工呼吸の最も確実な手段となり、逆流や肺の誤嚥を最も高度に防ぐことができるため、さまざまな状況下で気道確保 の最良の方法と一般に考えられている[ 5] [ 92] [ 93]
気管挿管をスムーズに行うためには、4つの解剖学的特徴が必要である： 十分な開口（顎関節の可動域）、十分な咽頭スペース（咽頭 を観察して決定）、十分な顎下の距離（甲状軟骨と顎の間の距離、喉頭展開する術者が声門を見るために舌を移動させるスペース）、そして環軸関節 における頚椎の十分な伸展。これらの因子のいずれかが何らかの形で損なわれている場合、挿管は困難であることが予想される[ 93]
喉頭展開や気管チューブの挿管後には、軽度の合併症がよく起こる。喉の痛み、唇や歯肉 、上気道内の他の組織の裂傷、歯が欠ける、折れる、脱落、鼻の損傷など、一般的に短時間で済むものである。その他、一般的ではあるが、より深刻になりうる合併症として、頻脈 や不整脈 、高血圧 、頭蓋内圧 や眼圧 の上昇、気管支痙攣 などがある[ 93]
より深刻な合併症としては、喉頭痙攣 、食道 または気管の穿孔 （英語版 ） 顎関節 または披裂軟骨 （英語版 ） 血中酸素濃度の低下 、血中二酸化炭素濃度上昇 （英語版 ） 声帯麻痺 （英語版 ） [ 93] アデノイド の損傷や重度の鼻出血の危険性がある[ 42] [ 44] 軟性気管支鏡 による喉頭直視化などの新しい技術により、これらの合併症の発生率を減らすことはできたが、挿管時外傷の最も多い原因は、依然として術者の技術不足にある[ 93]
合併症は、声帯損傷、食道穿孔および咽頭後壁膿瘍 、気管支挿管、神経損傷など、重篤で長期的または永続的なものであることもある。喉頭痙攣や陰圧肺水腫（肺に水がたまる）、誤嚥、食道挿管の見落とし、気管チューブの事故抜去や呼吸回路外れなど、直ちに生命を脅かす事態もある[ 93] 腕頭動脈 （気管腕頭動脈瘻 ）や食道（気管食道瘻 （英語版 ） 気管軟化症 （英語版 ） 人工呼吸器関連肺炎 （英語版 ） 声門下狭窄 （英語版 ） [ 33] 虚血 ）していることに起因していると考えられる[ 94] [ 95] [ 65] [ 96] [ 97]
気道確保ができず、その後の酸素供給と人工呼吸器が機能しなくなることは、生命を脅かす合併症であり、直ちに修正しなければ、低酸素血症 、脳障害、ショック を経て死に至る[ 93] [ 98] [ 5] 救急隊員 の間では、食道または下咽頭の誤挿管見落としが6%[ 99] [ 100] [ 98] コメディカル で日本のそれとは制度が異なる）が挿管を許可されている場合、成功率は僅か51%と低いことが報告されている[ 101] 救急救命室 で死亡している[ 98] アメリカ心臓協会 の心肺蘇生ガイドラインの最近の版では、気管挿管の役割の優先度を下げ、バッグバルブマスク 換気 、ラリンジアルマスク 、コンビチューブ などの他の気道管理手段を優先している[ 5] 声門上器具 （ラリンジアルマスクまたはコンビチューブ）に比べて気管挿管による生命予後ないしは神経学的予後の利点はないことが示されている[ 102]
合併症のひとつに、偶発的な食道挿管の見落としがあるが、これはよくあることであり（経験の浅い人が行うと25％にもなる）[ 98] 循環系 に取り込まれない胃に不用意に送り込まれることになる。この状況を即座に把握し、修正しなければ、脳や心臓の無酸素状態により死に至ることになる。
American Society of Anesthesiologists（ASA、アメリカ麻酔科学会） （英語版 ） [ 103]
SARS やCOVID-19のパンデミック 時では、患者が呼吸困難 な重症の場合、人工呼吸 とともに気管挿管が行われていた。手技を行うことで、医療従時者が感染する危険性がある[ 104] [ 105] [ 106]
気管挿管は、胃内容逆流や肺への誤嚥に対する最大の防御策ではあるが、気道を確保するための唯一の手段ではない。気道確保 および酸素、揮発性麻酔薬 または他の呼吸ガス （英語版 ） i-gel 、カフ付き口咽頭エアウェイ、CPAP療法 （英語版 ） 単純フェイスマスク （英語版 ） 鼻カニューレ （英語版 ） [ 107]
全身麻酔は、短時間の手術・処置の場合や、換気 能力が大きく損なわれるほど深い麻酔が必要で無い場合などの予定手術において、気管挿管を伴わずに実施されることが多い。手術時間が長い場合や侵襲性が高い場合でも、患者を慎重に選び、リスク・ベネフィット比 （英語版 ） [ 107]
気道管理は、用いる人工呼吸器によって、閉鎖式と開放式に分類される。気管挿管は、閉鎖回路を用いて人工呼吸を行うため、閉鎖式の典型例である。開放式には、自発呼吸 、無呼吸酸素化 、ジェット換気 など、いくつかのバリエーションが存在する。それぞれに特有の利点と欠点があり、どのような場合に用いるべきかを決定する。
自発呼吸管理は従来、吸入麻酔薬 （ガス導入、ハロタン やセボフルラン などを用いた緩徐導入 を用いて行われてきたが、静脈麻酔薬 （プロポフォール 、ケタミン 、デクスメデトミジン など）でも行うことができる。自発呼吸（S ponT aneous R espiration using I ntraVE nous anaesthesia and Hi gh-flow nasal oxygen）（STRIVE Hi）は、プロポフォールを漸増滴定投与 することで深い麻酔深度でも自発呼吸を維持する開放式気道管理法である。気管挿管の代替として気道の手術で用いられている[ 108]
気道確保の試みは外科的気道確保 である気管切開 の方が気管挿管よりも遙かに古い歴史を持つ。経口気管挿管が歴史に登場するのは19世紀半ばまで待たねばならなかった。
気管切開 気管切開 の最も古い描写は、紀元前3600年頃のエジプトの2つの書字板に見られる[ 109] エジプト医学パピルス （英語版 ） エーベルス・パピルス も、気管切開についての言及がある[ 110] 古代インド で書かれたアーユルヴェーダ 医学のサンスクリット 文書、リグ・ヴェーダ にも気管切開が記載されている[ 111] スシュルタ・サンヒター （英語版 ） [ 112] ビテュニアのアスクレピアデス （英語版 ） [ 113] ペルガモン のガレノス （AD129-199）は、気管の解剖学を明らかにし、喉頭が声を発生させることを初めて実証した[ 114] ベローズ 、後年人工呼吸器の重要な構成要素となる）を用いている[ 115] イブン・スィーナー （980-1037）は1025年に14巻の医学百科事「医学典範 （英語版 ） [ 116] Al-Taisir） 」の中で、アンダルシア のアベンゾアールとも呼ばれるイブン・ズフル （1092-1162）が気管切開手術について正確に記述している[ 117]
動物の気管挿管とその後の人工呼吸 に関する最初の詳細な記述は、ブリュッセル のアンドレアス・ヴェサリウス （1514-1564）によるものである。1543年に出版された彼の画期的な著書「De humani corporis fabrica 気管 に葦の茎 （英語版 ） 換気 を維持する実験が紹介されている[ 115] フェラーラ のアントニオ・ムーサ・ブラサボラ （英語版 ） 扁桃周囲膿瘍 を起こした患者の治療に成功している。ブラサボラは1546年に彼の記録を発表した。この手術に関しては、多くのそれ以前の言及があるものの、記録された最初の気管切開の成功として特定されている[ 118] ジェローラモ・ファブリツィオ （1533-1619）は、彼自身が実際に手術を行ったことはないものの、著作の中で気管切開の有用な技法を述べた。1620年、フランスの外科医 Nicholas Habicot（1550-1624）は、4回の気管切開の成功の報告を発表した[ 119] ロストック大学 の解剖学者 Georg Detharding（1671-1747）が、溺死者に気管切開を行った[ 120]
気管切開は、古代 から行われてきたという多くの記録にもかかわらず、19世紀初頭になってようやく、重度の気道閉塞を治療する正当な手段として認識されるようになった。1852年、フランスの医師アルマン・トルーソー （1801-1867）は、169例の気管切開をフランス帝国医学アカデミー（Académie Impériale de Médecine） （英語版 ） クループ の治療のために行われ、11件は「喉頭の慢性疾患」のために行われたものであった。1830年から1855年の間に、パリでは350件以上の気管切開が行われたが、そのほとんどは公立病院 のネッケル小児病院 （英語版 ） [ 121] [ 122]
1871年、ドイツの外科医フリードリヒ・トレンデレンブルク （英語版 ） 全身麻酔薬 の投与を目的として、初めて成功した、ヒトの待機的気管切開について述べた論文を発表した[ 123] モレル・マッケンジー （英語版 ） [ 124] フィラデルフィア の気管食道科医シュバリエ・ジャクソン （英語版 ） [ 125]
喉頭鏡と非外科的手技の発展 マヌエル・ガルシア （英語版 ） 喉頭展開 （1884年）1854年、スペインの音楽教師であったマヌエル・ガルシア （英語版 ） [ 126] Eugène Bouchut （英語版 ） ジフテリア 関連の偽膜性喉頭閉鎖をバイパスするための新しい非外科的経口気管内挿管の手法を開発した[ 127] ウィリアム・マーキュイン （英語版 ） クロロホルム による全身麻酔 の設定において、経口気管挿管を行ったことを報告した[ 128] [ 129]
1913年、シュバリエ・ジャクソン （英語版 ） [ 130] [ 131] ヘンリー・ジェーンウェイ （英語版 ） [ 132] イヴァン・マギル （英語版 ） [ 133] [ 134] [ 135] [ 136] [ 137] [ 138] [ 139] ロバート・マッキントッシュ （英語版 ） [ 140] [ 14] [ 141] [ 注釈 3]
1928年から1932年にかけて、ベルリンの光学技術者 のゲオルク・ウォルフと共同でドイツの医師ルドルフ・シンドラー （英語版 ） [ 142] 光ファイバー 技術がこれらの初期の胃カメラに応用され、最初の軟性光ファイバー内視鏡が製造された[ 143] 上部消化管内視鏡 で使用されていたが、1967年にイギリスの麻酔医であるPeter Murphyによって、声帯の視認と気管挿管に初めて使用された[ 144] 中心静脈カテーテル を留置する際のセルディンガー法 と同様の方法として報告された[ 145]
1980年代半ばには、軟性気管支鏡は呼吸器科や麻酔科で欠かすことのできない機器となった[ 20] デジタル革命 により、気管挿管に新たな技術がもたらされた。いくつかのメーカーは、CMOSイメージセンサ などのデジタル技術 を採用したビデオ喉頭鏡を開発し、気管挿管ができるように声門を可視化できるようにした[ 146]
ビデオ喉頭鏡 による気管挿管。小型ディスプレイで気管チュー ブが声門に入っていくところを複数人で確認できる。気管挿管の訓練は気道確保 の訓練の一環として、医療従事者に対して行われている(気管挿管に先行して行われるマスク換気 も重要なため[ 147] [ 148] [ 149] 心電図 などのモニターが表示され、さらに医療行為に対して生じるバイタルサイン の変化もシミュレートできるマネキンが開発され、実際に用いられるようになってきている。これらは高機能シミュレータと呼ばれる[ 150] [ 151] ビデオ喉頭鏡 の進歩も気道確保の教育上、大きな役割を果たしている。かつては、喉頭展開による声門の確認は挿管を行っている当事者以外は難しかったが、ビデオ喉頭鏡では、視野を指導者と訓練者が共有できることから[ 152] [ 150] 骨董鏡 」[ 153] [ 154] 医学部 の学生教育においては「指導医の実施の介助・見学などに留めるべき」と位置づけられている[ 155] 研修医 に対しては、修得すべき手技の一つに位置づけられ、2年間の研修期間において、気管挿管の機会が比較的多い、救急科 ないしは麻酔科での研修において習得が義務づけられている[ 156] [ 147] 適応 有無の判断が必要となった場合、気管挿管スキルに秀でた麻酔科、救急科 、集中治療科 の医師に依頼する、ないしはこれらの専門家で構成されるラピッドレスポンスチーム （英語版 ） [ 157] [ 158]
アメリカ での年間全身麻酔件数は2100万件、日本では232万件と報告されている（2009年）[ 159] 全身麻酔 件数はアメリカでは488件、日本では331件とされる[ 159] 気道確保 の手段であり[ 160] [ 161]
一方、日本では救急救命士全体の気管挿管件数は2018年で10452件[ 162] [ 163] [ 164] 日本麻酔科学会 の認定施設病院において、麻酔科医が救急救命士の気管挿管の指導・教育を行っている[ 165] インフォームド・コンセント を取得した上で、この実習は行われている[ 166]
日本では「気管挿管」は医行為 [ 167] 医師 や歯科医師 以外には長年気管挿管の施行が許されなかった。しかし、2004年 7月1日 から救急救命活動中の心肺停止 状態の患者に対する気道確保の方法のひとつとして、所定の講習と実習を受けた救急救命士 にも認められている[ 168] [ 169] 救急救命士 は病院 で手術 を受ける患者の同意を得て気管挿管の実習を行う[ 170]
救急救命士 は消防学校や救急救命士養成所等で気管挿管に関する講習を受講した後、都道府県のメディカルコントロール協議会（以下、「MC」）によって認証された医療機関で全身麻酔 症例での気管挿管を30例以上成功実施し、病院実習修了証の交付を実習病院より受け取り、MCより認定を受けることができる。MCより認定を受けた救急救命士 を「気管挿管認定救急救命士」という[ 171]
救急救命士 に気管挿管の実施が認められるようになった契機として、秋田市消防本部 において、組織的・地域ぐるみで違法との認識がありながら、救急救命士の気管挿管が容認されていたことが2001年10月に明らかになったことが挙げられる[ 172] [ 173] [ 174] [ 175] [ 176] [ 177] [ 178] [ 179] [ 180] [ 181] [ 182] [ 183]
救急救命士 の気管挿管解禁後の問題として、2007年5月と6月には愛知県 [ 184] 福岡県 [ 185]
2007年 5月に愛知県 名古屋市 において生じた事例では全国的にニュースとなり、検討会が設置され報告書が発行された[ 184] 心筋梗塞 の女性患者に対し、救急救命士 によって気管挿管が施行されたが、単純に患者宅と受入れ先の病院まで車での所要時間は7分程度であったが、現場で対応した名古屋市消防局 の救急救命士 が気管挿管の施行に手間取り、結果的に搬送時間が30分以上もかかってしまった。結局患者は死亡に至り、後の報告で食道挿管であったことも確認された。この事例に対し「気管挿管に拘らず早期に病院へ搬送すべきであった」などの提言がなされた[ 184]
^ 公益社団法人日本麻酔科学会の麻酔科学用語集第5版では用語は気管挿管に統一されており、麻酔関連の学術用語は気管挿管（tracheal inbubation）が主として用いられているが、他分野では2023年現在、用語が混在している。
^ ビデオ喉頭鏡が存在しなかった時代は、この、喉頭「展開」操作を行わねば、喉頭鏡による声門の可視化、すなわちlaryngoscopyが不可能であったために、laryngoscopyの訳語は語義的な直訳である「喉頭鏡観察」ではなく「喉頭展開」がふさわしく、実際、麻酔科学の代表的な教科書であるミラー麻酔科学の訳書では全てlaryngoscopyが喉頭展開と訳されているが、ビデオ喉頭鏡では喉頭の展開操作が不充分でも声門の視認が可能となるため、2023年現在はlaryngoscopyすなわち喉頭展開では無くなりつつある。
^ 2023年現在、ビデオ喉頭鏡が急速に普及しており、マッキントッシュが喉頭鏡の代名詞では無くなりつつある。
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