引言
牙齿损伤是气管插管中的常见并发症，有研究报道其发生率为12-23%。上颌切牙最容易受到影响。将喉镜片或气道装置的力直接转移到包括牙釉质、牙本质或牙周韧带等牙齿结构上，可能导致骨折、脱位或组织撕脱的发生。对于因龋齿、牙周病、假牙等合并有脆弱牙齿或牙周组织、存在困难气道以及处于紧急情况的患者，患者遭受创伤的风险更高。虽然其中大多数危险因素在全麻下紧急气管插管的患者中无法避免，但喉镜技术的选择（如直接喉镜、电子可视喉镜、硬支镜或软支气管镜）是少数可改进的能够直接影响气管插管过程中作用力的因素。从损伤机制角度考虑，有理由假设施加在牙齿上的作用力大小与创伤的风险相关。由于现有的证据不足以有效地评估不同的喉镜技术对牙齿创伤发病率的影响，我们构建了一个生物机械模型，以量化气管插管中施加到牙齿结构的力量。我们研究了常用的喉镜技术，并假设与直接喉镜相比，使用不同视频喉镜可能降低气管插管时施加在上颌切牙的作用力峰值。方法
与德国亚琛应用技术大学生物工程研究所合作期间，在插管型模拟人（挪威，斯塔万格州，莱达尔医疗，困难气道训练器）所有上颌切牙上安装了隐形力传感器。为了模拟更多的牙齿生理力学，并能够对单个牙齿进行力学检测，研究团队移除了模拟人原有的假牙，并用符合解剖结构的牙齿模型（标准工作模型ANA-4，Frasaco股份有限公司，泰特南，德国）代替。四个上颌切牙根部沿根管凹陷，并安装在独立的直角不锈钢棒上（图1A）。施加在牙齿上的力直接转移到钢梁上，钢梁上装有多个应变仪（1.5毫米应变仪，1-LY11-1.5/型，HBM，达姆施塔特，德国），它们可以根据数学公式对轴向力和横向力分量进行区分测量（图1B）。我们用两个负载点（0牛顿（N）和40N）校准传感器，并将测量放大器设置为最小离散误差，以获得50N的最佳线性测量范围。从外部看不到力传感器，传感器电缆也隐藏在模拟人的头部和颈部区域，不会对插管条件造成影响（图1c）。使用LabVIEW（版专业系统，国家仪器，奥斯汀，德克萨斯州，美国）记录每个切牙的测量值并进行算术处理。所得到的力（f）的大小根据毕达哥拉斯定律由测量的轴向力和横向力分量（FA，FL）计算而来：。这项研究医院（A、B中心）的麻醉科进行的。在数据收集期间，在部门里工作的所有麻醉医生都应邀参加。麻醉学主治医生或麻醉学专业注册培训医生被招募入此项研究。唯一的排除标准是拒绝参加此项研究的麻醉医生。由于这是一项匿名的人体模型研究，该项研究的伦理审批得到威滕大学/赫尔德克伦理委员会的豁免。所有参与者均签署了征收匿名个人数据的书面知情同意书。每个参与者在两种不同气道条件下（正常气道和困难气道）用三种不同的喉镜对模拟人实施气管插管，共计六种不同的场景。通过从一个隐蔽的罐子抽出贴有标签的卡片，从而为每个参与者随机确定这些场景的顺序。在每种场景里分别使用两种不同的气管导管进行插管。首先，使用内径7.0mm的Magill气管导管，然后使用35号左侧双腔气管导管。两种导管均配有硬导芯，适用于直接和间接喉镜插管。此次研究仅展示单腔气管插管中的发现。为了模拟困难的气道条件，此次研究使用了一个硬质颈圈，并通过标准化挤压充气球使假人舌头充气。本研究使用了下列喉镜：3号Macintosh镜片的直接喉镜；标准3号的KingVision喉镜镜片；3号的GlideScope喉镜镜片；以及3号C-Mac喉镜Macintosh镜片。尽管所有受试者都使用直接喉镜和Kingvision喉镜，但考虑到当地可用性和经验的差异，GlideScope喉镜仅在A中心使用，C-MAC喉镜仅在B中心使用。在研究开始之前，向每位参与者演示喉镜插管技术。项目组向参与者介绍了作为唯一视频喉镜C-MAC喉镜的使用方法，但并未对参与者透露此次研究的目的。将软支气管镜逆行插入食管，用来判断导管是否误入食道。完成所有插管方案后，参与者被邀请自愿填写一份匿名问卷，用于评估性别、培训水平和喉镜插管经验。该研究的主要研究结果是在正常和困难气道条件下使用不同喉镜时气管插管作用于上颌切牙的作用力峰值。次要研究结果是分析操作者性别和培训水平对作用力峰值的影响。考虑到培训水平差异，参与者分为实习生（即麻醉学专业注册培训医生）和主治医师（取得执照的麻醉医师和主治医师）。此外，分别对作用于每个切牙的作用力和不同的矢量力（轴向/横向）进行独立分析，以评估峰值作用力的区域位置和矢量力的不同分布。本研究使用Gpower计算样本量。根据先前的研究，主要研究结果的预期效应值为0.53。假设这个效应值由两个应变量通过双侧检验而得，α和β值分别为5%和20%，那么每种情景下喉镜插管样本为31，总样本量为。由于尚不清楚报道的Glidescope和C-mac的效应值大小是否也适用于之前未经评估的Kingvision电子喉镜，另外考虑到困难插管的安全范围，项目纳入了更多的参与者。本项目使用SPSS统计软件进行统计分析（版本号为25，IBM公司，Armonk，NY，USA）。为了明确研究结果和统计学差异，三种电子喉镜分别与直接喉镜进行了比较。分类变量采用卡方检验，非独立样本的连续变量采用配对非参数分析和Wilcoxon符号秩检验。p0.05被认为结果有显著统计学差异。结果
本研究分析了名麻醉医师（中心A，51名参与者；中心B，53名参与者）进行的次单腔气管插管的数据（表1）。作用力测量方面未发生数据脱落；然而，有一名参与研究者拒绝填写匿名的研究后问卷。对两个中心的研究参与者在培训水平、麻醉科工作经验以及使用直接喉镜插管的经验方面具有可比性（表1）。然而，医院在性别和既往使用KingVision视频喉镜的经验方面存在差异。与直接喉镜插管相比，在正常和困难气道中使用大角度的视频喉镜（如Glidescope，Kingvision）时产生的作用力峰值显著降低（图2；表2）。困难的气道条件下使用直接喉镜和C-MAC时作用力峰值显著增加，但使用Glidescope或Kingvision视频喉镜对作用力峰值无影响（图2）。在正常气道条件下，当使用直接喉镜，C-MAC和KingVision插管时，测得的最大的力在左侧上颌侧切牙，使用GlideScope插管时在左侧上颌中切牙测得最大作用力（图3）。在困难的气道条件下，使用直接喉镜，C-MAC和GlideScope插管时在左侧上颌侧切牙测得最大作用力，而当使用Kingvision时插管时右侧上颌侧切牙受力最大（图3）。对纵向（y轴）和横向（X轴）作用力峰值向量的分析结果表明，所有的喉镜技术都沿牙齿的纵向轴施加最大的力（表2）。无论喉镜插管和气道条件如何，性别与作用力峰值无相关性（表S1）。当正常气道中使用直接喉镜和C-mac插管时，无论气道状况如何，主治医师产生切牙作用力都高于实习生（表S1）。讨论
本盲法实验通过对不同喉镜插管技术的评价证实了我们的假设，即与直接喉镜相比，使用大角度视频喉镜（如GlideScope，KingVision）降低了气管插管时施加到上颌切牙的作用力峰值。在正常和困难的气道条件均得到同样结果，其主要原因为作用于牙齿的轴向力较低。然而相较于直接喉镜，尽管使用安装Macintosh镜片（如C-MAC）的视频喉镜能改善Cormack-Lehane评分视野，但其并不能降低喉镜对牙齿的作用力峰值。由此，有人可能假设大角度镜片设计和其导致的插管力学的根本差异是降低牙齿受力的主要决定因素。谈到区域受力分布情况，最大作用力峰值出现在横向中间偏左的上颌切牙，这与既往试验中报道的麻醉相关牙齿损伤最常见部位相吻合。然而，一个新的发现是当使用大角度视频喉镜插管时，对右侧切牙上的作用力超过了放置视频喉镜本身产生的力。这种情况可能是由于气管插管时放置硬质气管导管管芯伴随的杠杆运动所引起的。这一发现告知我们如果使用硬质气管导管管芯，应提高警惕，避免对牙齿施加杠杆力。一些临床和模拟人研究已尝试测量气管插管时对牙齿的作用力。由于单个牙齿的直接作用力测量仅在包括本研究的实验环境中可行，多数既往的研究者常常通过将压力传感器放置在喉镜柄或者把FlexiForceTM传感器安装在喉镜片上，来测量作用于喉镜本身的力。尽管这些方法实现了在病人身上检测作用力，但是作用力方向，对喉镜接触的组织类型和解剖位置仍然不清楚。此外，FlexiForce传感器只能测量受力分量，而忽略了切线摩擦分量和随喉镜片方向变化而改变的受力方向。另一个模拟人研究将金属棒固定在中切牙，将作用力传递到固定在人体模型头外部的FlexiForce传感器。尽管所有这些研究采用各种准确性不一的方法检测了气管插管过程中的作用力，所有上述测量技术都会导致喉镜柄、喉镜片或假人模型的改变。除了可能干扰气管插管力学以外，无法对参与者实施盲法，因此存在偏倚的风险。尽管存在固有的局限性，相较于将力传感器固定在喉镜片上的其他方法，本研究在评价不同喉镜插管技术时得到了最好的证据。虽然我们分别检测了正常和困难气道中作用力峰值中位数，但现有的试验通常以平均值来呈现检测的作用力峰值。总的来说，直接喉镜和Glidescope的峰值力与以往试验的结果相当（直接喉镜，18.8-51.5N；Glidescope，9.3-12.8N）。由于早期的研究中未曾评估过KingVision，因此无法进行比较。关于C-MAC，本研究测得的作用力峰值（正常气道，20.3N；困难气道，31.7N）明显高于既往报告的数据（平均力，1.2-7.6N）。C-MAC也可配备大角度的D镜片，原本被认为在不同的插管力学条件下可测得更小的作用力。然而，以往研究均使用了配备Macintosh镜片的C-MAC。与我们的研究相反，力传感器在喉镜片上清晰可见，无法对研究者实施研究目的盲法，继而引发潜在偏倚风险。在一项试验中，参与者被特别指导气管插管时避免接触牙齿。虽然我们在研究中要求参与者将模拟人当成真正的病人，但插管过程模拟人不会受到机械伤害的事实可能导致整体受力水平升高。此外，另一些试验中的麻醉医师参与试验前已经使用过至少30，50或次C-MAC，具有更丰富的操作经验。医院的麻醉科选用C-MAC为标准视频喉镜，仅该中心对C-MAC进行了评价。与其他研究相比，该中心只有67.9%的参与者在先前具有50次以上使用C-MAC插管的经验。作为交叉研究设计的一部分，在其他研究中使用C-MAC插管的患者也选用了直接喉镜插管。与我们的结果相比，其他研究中使用直接喉镜得到的Cormack-Lehane视野评分更好，这个结果提示在实际患者中气管插管可能比在模拟人上更容易，预计所需作用力更小。以往研究实际并未纳入有困难气道指征的患者，限制了其报道的C-MAC作用力最小值与本研究结果的可比性。尽管在之前的研究中，培训水平似乎并未对牙齿创伤的发生率或插管时产生的作用力产生影响，但我们发现实际上主治医师使用Macintosh式喉镜（如直接喉镜，C-MAC）时产生的牙齿受力比实习生高。除了参与者因经验不足可能更为犹豫和谨慎外，其他原因尚不清楚，需要进行进一步的研究。从技术上讲，在实验环境之外，不可能分别对作用在单个牙齿上的多个向量的力进行测量。然而，模拟人研究有其固有的局限性。尽管模拟人的插管条件对所有参与者在使用不同喉镜技术时均相同，为项目研究目的提供了明显的优势，但模拟人不是真实的病人。尽管Laerdal插管模拟人被反复验证为能提供最真实气道的模型，但毫无疑问，模拟人无法匹配真实患者的组织弹性、插管力学和解剖条件。考虑到这些偏差对绝对作用力数值的影响尚不明确，且实验中大多数喉镜插管技术的总的作用力水平与先前的人体研究结果一致，我们的成果可能仍然可以转化到临床实践中。由于研究参与者负责汇报Cormack-Lehane视野，其观察者内在可靠性较差，对喉镜插管术质量相关的结果应谨慎解读。由于我们的预期效应值较大，计算所得的样本量相对较小。考虑到某些次要结果，如操作者性别的影响，我们的研究可能没有足够的效能检验其统计学显著差异。我们的研究结果显示，使用大角度视频喉镜有望降低牙齿损伤的发生率。需要记住的是，作用力测量只是一个损伤风险的替代参数。牙齿损伤的绝对作用力阈值尚不明确。在固定作用力下牙齿损伤是否发生取决于牙齿或牙周组织的稳定性和抵抗力，而这些特性可能因龋齿、牙周病或假牙等因素而发生显著变化。尽管如此，从生物力学角度考虑，力的大小与损伤的风险成正比。然而，最近的一项关于视频喉镜对牙齿损伤发病率影响的meta分析结果显示，考虑到以往研究对损伤的定义不同，统计方法不一，视频喉镜对牙齿损伤发生率的影响结论未定。一项正在进行中的随机对照试验可能能够明确大角度视频喉镜是否能减少牙齿拉伤，继而降低插管相关的牙齿损伤发生率。尽管与直接喉镜相比，尤其在困难气道患者中使用时，视频喉镜有许多优点。但也有报告指出，在危重病人中使用大角度视频设备可能增加插管次数，存在潜在有害影响。在这个亚组中，不考虑任何牙齿因素，同时采用直接喉镜和视频喉镜可能是一个更好的选择。总之，除了提供更好的喉镜检查条件外，大角度电子喉镜可显著降低实验条件下上颌切牙的受力，并可能降低牙齿损伤的风险。本研究结果显示，选择大角度视频喉镜作为主要喉镜检查工具的适应征范围应该扩大到包括牙齿损伤风险增加的无困难气道指征患者。头头是道的点评
牙齿损伤是全麻气道管理中常见的并发症，主要表现为牙齿脱位、牙齿撕脱和牙冠骨折。既往回顾性研究数据显示，其发生率为0.04%～12%[1]，其中近一半的牙齿损伤发生在喉镜下气管插管过程中。上颌前区作为喉镜操作支点往往为主要受累部位。因此，研究不同气道条件下不同喉镜操作对上颌切牙的作用力的影响，有利于合理选择插管工具，降低气管插管相关的牙齿损伤发生率。本研究通过对Laerdal插管模拟人的改造，构建了可量化气管插管中施加到牙齿结构作用力的生物机械模型。项目在对参与者实施盲法的情况下，分别比较了正常和困难气道条件下使用直接喉镜和C-MAC或大角度Glidescope或Kingvision视频喉镜进行气管插管时，该操作对上颌中切牙施加的不同向量作用力大小。研究结果显示，使用大角度的Glidescope或Kingvision视频喉镜行气管插管时上颌切牙的平均作用力峰值显著降低，提示使用大角度视频喉镜可能降低插管相关牙损伤发生率。值得推荐文章
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