Strategy for surgical treatment of acute thoracic empyema in adults
Review Article

成年人急性脓胸的外科治疗策略

Makoto Endoh, Satoshi Shiono

Department of Thoracic Surgery, Yamagata Prefectural Central Hospital, Yamagata, Japan

Contributions: (I) Conception and design: All authors; (II) Administrative support: All authors; (III) Provision of study materials or patients: All authors; (IV) Collection and assembly of data: All authors; (V) Data analysis and interpretation: All authors; (VI) Manuscript writing: All authors; (VII) Final approval of manuscript: All authors.

Correspondence to: Makoto Endoh, MD. Department of Thoracic Surgery, Yamagata Prefectural Central Hospital, 1800, Ooazaaoyagi, Yamagata 990-2292, Japan. Email: m-endoh@ypch.gr.jp.

摘要:本文通过比较手术与非手术治疗脓胸的效果,对脓胸的外科治疗及治疗策略进行了总结。尽管医疗实践有所改善,但胸膜感染的死亡率仍很高。脓胸的治疗取决于诊断阶段,建议的治疗方案包括使用抗生素和胸腔积液引流。需要胸腔内纤溶治疗或手术剥除纤维板的患者的患病率亦有报道。对脓胸及时处理并进行初步手术治疗可以减轻病情、减少并发症、缩短住院时间且降低医疗费用。

关键词:急性胸脓胸;治疗策略;胸腔镜手术


Received: 13 March 2020; Accepted: 06 April 2020; Published: 25 February 2021.

doi: 10.21037/ccts.2020.04.02


引言

急性脓胸的定义是胸壁与胸腔脏器之间腔隙内的活动性炎症及积液。尽管随着医疗水平提高,胸膜感染的死亡率有所降低,但依然较高[1]。指南指出,脓胸的治疗取决于诊断阶段[2-4]。建议的治疗方案包括使用抗生素和胸腔积液引流[2-5]

最近的一篇基于134篇文章(总计227898例患者)的系统性综述表明:脓胸患者住院时间长[平均19天,四分位范围(IQR)13-27天],中位住院或30天死亡率为4% (1%~11%,总计179031例患者)[6]。其中需要纤溶治疗的患者的患病率(中位31%,IQR 17-57%;30071例患者),而需要手术的患者的患病率(中位数20%,IQR 1-32%;37330例患者)。脓胸应及时处理。及时处理脓胸可降低病情的严重程度和减少并发症,缩短住院时间,降低医疗费用[7,8]

在一些胸腔积液引流的临床试验中,如果发现初始引出的积液是脓性液体或影像学上观察到存在广泛脓腔,就会直接进行手术处理[7,9,10]。然而,据我们所知,目前对于最有效的方法是直接手术干预还是非手术治疗,并没有达成明确的共识。

治疗策略

脓胸的治疗方法包括使用抗生素、胸腔闭式引流、胸腔内使用纤溶剂和手术。

英国胸科学会的2010年胸膜疾病指南提示选择胸膜腔感染的患者进行胸腔引流[2]。在胸腔穿刺取样穿出有明显脓性、浑浊或云雾状液体的患者应立即进行胸管引流。革兰氏染色和(或)非化脓性胸液标本培养提示胸腔感染的患者应立即进行胸管引流[2]

胸内给予纤溶剂治疗脓胸的死亡率获益的情况尚未见报道。因此,需要进一步研究这种方法对死亡率的影响[2,6,11-14]。此外,这种处理方法是导致气胸或血胸的可能原因[15,16]

胸管引流失败的患者也可以进行手术引流。在需要时延迟进行手术引流会延长住院时间并导致临床结果恶化。选择手术的目的是迅速建立有效的胸腔引流,促进肺复张以消除脓胸腔隙。

手术适应症

在脓胸的外科治疗中,“引流和肺膨胀”是一个基本概念。肺炎性脓胸可分为三个阶段:I期,类肺炎性积液伴渗出性积液;II期,以纤维蛋白脓性渗出为特征的纤维蛋白脓性期;III期,肉芽组织形成的慢性组织期(胸膜剥落)[3]

手术主要用于治疗II、III期的患者,包括抽吸胸腔积液、破坏胸腔内纤维蛋白间隔及单一空化、清除脓性胸腔积液及炎性物质、充分的胸腔灌洗、放置引流管等。对III期患者,再进一步切除增厚的胸膜并促进肺复张。

胸管引流失败的患者也可以进行手术干预。由于宿主因素和决定疾病分期的因素,脓胸的保守治疗具有挑战性,这些因素可能导致脓胸腔增殖和引流减少。如果胸腔积液发生在分隔的多个腔室,药物治疗就变得困难。在胸腔镜手术中及时进行引流将有助于改善预后。

手术方式

术前应进行胸部计算机断层扫描,以获取有关脓胸的位置、大小、范围和胸膜表面厚度的解剖信息[17]

电视辅助胸外科手术(Video-assisted thoracic surgery,VATS)

VATS是目前流行的手术方式[18],通过使用包括吸力抽离、纤维性胸膜分隔破裂和剥离粘连的方法,使得脓胸腔变成一个单独空腔。在手术结束时,通过单独的胸腔切口插入胸管。VATS的优点是整个胸腔的可视化,脓性胸膜的去除,准确放置胸腔引流管,减少手术创伤,改善术后疼痛控制,减少呼吸损害,减少术后30天死亡率及术后并发症。

然而,即使有效地放置引流管,如果引流管阻塞,脓胸的改善也无法实现。在过去,我们使用多孔的24-32Fr管。然而,它们只能通过尖端排脓,当尖端被堵塞时,必须清洗以清除阻塞物。最近,开发了一种尖端有排水孔,侧面有纵向沟槽的引流管被研制出来,它具有两种引流的优点,对脓胸的引流很有意义。它很软,是由硅胶制成;此外,脓胸引流的胸管留置时间较长,使用这种胸管可减轻疼痛。

在胸腔镜手术时,我们将上述引流管置于背侧和膈肌上(靠近肺韧带),在广泛脓胸的病例中,我们将引流管置于腹侧。

开胸手术入路(电视辅助胸外科手术,OT)

在OT入路中,去皮手术将纤维组织和胸膜壁层和脏层剥离,并从胸腔中去除脓液[19]。理论上,完全去除皮质可以改善胸内感染,使肺膨胀。但是,由于胸膜增厚在几个月后会自行消失,这种手术不应该仅仅用于去除增厚的胸膜[20,21]。在以前的一项研究中,尽管患者胸膜增厚在出院时和6个月时显著减少,但改善出院时和6个月时的呼吸功能数值对有或无残余胸膜增厚的患者并没有显著影响[21]

脓胸手术治疗的结果

脓胸的手术治疗与非手术治疗效果的对比

最近,三项使用大规模观察数据库的研究也揭示了脓胸治疗的真实临床效果(表1[22-24]。在1987年至2014年在北美和1996年至2015年在加拿大治疗脓胸的17533例患者中,外科治疗组的8097例(VATS 4585和OT 3512)和非外科治疗组的9436例患者的治疗结果进行了回顾性分析。非手术治疗组患者的平均年龄(61-62岁)明显高于手术组(53-56岁)(p<0.001)。VATS的初次治疗成功率为85%,OT为73%,非手术治疗为59%。VATS的死亡率为6%~14%,OT的死亡率为8%~20%,非手术治疗的死亡率为21%~32% (P<0.001)。VATS脓胸复发率为4%,OT为3%~6%,非手术治疗为5%~9%。

表1
表1 大规模回顾性队列研究中成年脓胸患者的临床特征. *, 90天死亡率;**, 1年死亡率。CT,胸管;FL,纤溶剂;IQR,四分位差;NA,不适用;Non-OP,非手术治疗;OP,手术治疗;VATS,电视辅助胸腔镜手术。
Full table

这些研究表明,虽然存在年龄差异和一定程度的选择偏倚,但手术组的初始治疗成功率和死亡率高于非手术治疗组。如果能在局限于非手术治疗的患者基础上增加早期手术干预,减少手术和麻醉患者的负担,那么脓胸的治疗效果有望得到改善。

随机对照试验(randomized control trials, RCTs)中手术与非手术治疗的对比

 在包括208例患者的四项随机对照试验中,对在II/III期脓胸的治疗中,初始VATS/OT与伴/不伴纤溶治疗的留置胸管引流进行了对比(表2[7,9,10,25]

表2
表2 外科和药物治疗脓胸效果比较的随机对照试验中患者的临床特征. *,随机分组后给药2周;**,确诊脓胸之日起的住院时间。CT,胸管;FL,纤溶药物;NA,不适用;OT,开胸手术;VATS,电视辅助胸腔镜手术。
Full table

手术治疗成功率83%~98%,非手术治疗成功率44%~86%。手术组和非手术组术后平均住院时间分别为8-12天和13-17天。手术组死亡率为2%~9%,非手术组死亡率为3%~11%。

RCTs结果显示,在II/III期脓胸中,尽管受样本量小(20-78例)的限制,但初始手术治疗在治疗成功率和住院时间方面明显优于非手术治疗。两组因胸管引流治疗失败,后经手术引流后脓胸痊愈的患者的死亡率无显著差异。

VATS和开胸外科治疗脓胸的结果

专家的临床意见建议VATS应该是首选入路[4]。专家提到VATS和OT在逻辑上是类似的。

共涉及1954名II期和III期脓胸患者的手术治疗的两项的前瞻性研究和七项回顾性研究结果表明:1087例(56%)患者接受了VATS手术, 867例(44%)患者接受了OT去皮质手术(表3[26-34]。VATS的治疗成功率为38%~100%,OT的治疗成功率为89%~100%。与OT相比,VATS的手术时间更短(64-153 vs.137-228分钟),术后住院时间更短(5-16 vs. 7-21天)。VATS的发病率为0-52%,OT的发病率为0-57%,VATS的死亡率为0%~10%,OT的死亡率为0%~16%。胸闷复发率VATS为0%~5%,OT为3%~12%。

表3
表3 外科治疗脓胸效果分析的前瞻性研究中患者的临床特征。 *,中转开胸手术24+二次手术16。NA,不适用;NS,无显著差异;VATS,电视辅助胸腔镜手术。
Full table

与OT相比,VATS治疗II/III期脓胸可减少手术时间和住院时间,且不影响一期治疗成功率和术后并发症及死亡率。初始VATS治疗并不逊于OT,可以尝试作为脓胸的首选手术干预方法。


讨论

Satoshi Shiono医生:你们用什么设备来进行胸腔镜手术治疗急性脓胸?

回答:急性脓胸手术采用1cm柔性胸腔镜和Pulsavac Plus(Zimmer Biomet G.K.,日本东京)(图1)。使用普通胸腔镜器械中的抓钳和棉签(Naruke型胸棉,KENZMEDICO公司,日本埼玉)对闭锁性或分隔性的脓性胸腔积液进行刮除和解剖(图2)。在去除脓性物质和皮质后,利用Pulsavac设备,使用10L生理盐水冲洗胸腔(图1)。用常规技术清洗胸腔是困难的,而该设备可以在胸腔内进行脉冲灌洗。例如肺、纵隔、膈膜等软脏器可以用温和的水压冲洗,骨性的胸腔可以用强力的水压冲洗。因此,化脓性组织可以快速有效地清除。

图1
图1 Pulsavac PlusTM(Zimmer Biomet G.K.,日本东京)。(A)带脉动冲洗装置,可在胸腔内进行清创术和抽吸。所述装置的尖端尺寸为9mm;(B)Pulsavac PlusTM可用于化脓性胸腔脉冲灌洗。弱水压清洗脓性物包裹的肺,强水压清洗骨质胸壁;因此,化脓性组织可以快速有效地清除。
图2
图2 Naruke型胸棉(KENZMEDICO有限责任公司,日本埼玉)用来解剖胸腔组织、结构的棉签。

Satoshi Shiono医生:手术后什么时候取出胸管?

回答:在成功的胸腔引流得到的放射学证实后,即在胸片或计算机断层扫描(computed tomography,CT)上观察到胸腔积液量减少,并获得感染消退、胸腔积液细菌培养阴性、炎症标志物水平(如白细胞计数和C反应蛋白水平)下降后。常规引流术后观察患者24小时。

Satoshi Shiono医生:你能给我们看一下你最近使用的胸管的图片吗?

回答:可以。我在图3里展示了智能同轴管(REDAXR, SENKO医疗器械有限责任公司, 日本东京)。此引流管顶端有排水孔,在侧面有纵向沟槽。

图3
图3 智能同轴管(REDAX○R, SENKO 医疗器械有限责任公司,日本东京)。(A)内腔;(B)管端有小孔,共20个孔;(C)外缝。

结论

手术治疗复杂的炎性积液和脓胸可缩短治疗周期,降低医疗费用。然而,目前只有规模较小的研究对直接手术治疗与初始使用纤溶剂并胸管引流治疗脓胸进行比较,明确的结论需要随着RCTs的病例数量的增加才能得出。


Acknowledgments

Funding: None.


Footnote

Provenance and Peer Review: This article was commissioned by the Guest Editor (Satoshi Shiono) for the series “Empyema” published in Current Challenges in Thoracic Surgery. The article was sent for external peer review organized by the Guest Editor and the editorial office.

Conflicts of Interest: Both authors have completed the ICMJE uniform disclosure form (available at http://dx.doi.org/10.21037/ccts.2020.04.02). The authors have no conflicts of interest to declare. SS serves as an unpaid editorial board member of Current Challenges in Thoracic Surgery from Sep 2019–Aug 2021. The series “Empyema” was commissioned by the editorial office without any funding or sponsorship.

Ethical Statement: The authors are accountable for all aspects of the work in ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Open Access Statement: This is an Open Access article distributed in accordance with the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0), which permits the non-commercial replication and distribution of the article with the strict proviso that no changes or edits are made and the original work is properly cited (including links to both the formal publication through the relevant DOI and the license). See: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.


References

  1. Bedawi EO, Hassan M, Rahman NM. Recent developments in the management of pleural infection: A comprehensive review. Clin Respir J 2018;12:2309-20. [Crossref] [PubMed]
  2. Davies HE, Davies RJ, Davies CW, et al. Management of pleural infection in adults: British Thoracic Society Pleural Disease Guideline 2010. Thorax 2010;65 Suppl 2:ii41-53. [Crossref] [PubMed]
  3. Scarci M, Abah U, Solli P, et al. EACTS expert consensus statement for surgical management of pleural empyema. Eur J Cardiothorac Surg 2015;48:642-53. [Crossref] [PubMed]
  4. Shen KR, Bribriesco A, Crabtree T, et al. The American Association for Thoracic Surgery consensus guidelines for the management of empyema. J Thorac Cardiovasc Surg 2017;153:e129-46. [Crossref] [PubMed]
  5. Redden MD, Chin TY, van Driel ML. Surgical versus non-surgical management for pleural empyema. Cochrane Database Syst Rev 2017;3:CD010651. [Crossref] [PubMed]
  6. Cargill TN, Hassan M, Corcoran JP, et al. A systematic review of comorbidities and outcomes of adult patients with pleural infection. Eur Respir J 2019;54:1900541. [Crossref] [PubMed]
  7. Wait MA, Sharma S, Hohn J, et al. A randomized trial of empyema therapy. Chest 1997;111:1548-51. [Crossref] [PubMed]
  8. Thourani VH, Brady KM, Mansour KA, et al. Evaluation of treatment modalities for thoracic empyema: a cost-effectiveness analysis. Ann Thorac Surg 1998;66:1121-7. [Crossref] [PubMed]
  9. Bilgin M, Akcali Y, Oguzkaya F. Benefits of early aggressive management of empyema thoracis. ANZ J Surg 2006;76:120-2. [Crossref] [PubMed]
  10. Ahmed S, Azam H, Basheer I. Is open decortication superior to fibrinolytic therapy as a first line treatment in the management of pleural empyema? Pak J Med Sci 2016;32:329-32. [PubMed]
  11. Maskell NA, Davies CW, Nunn AJ, et al. First Multicenter Intrapleural Sepsis Trial (MIST1) Group. U.K. Controlled trial of intrapleural streptokinase for pleural infection. N Engl J Med 2005;352:865-74. [Crossref] [PubMed]
  12. Tokuda Y, Matsushima D, Stein GH, et al. Intrapleural fibrinolytic agents for empyema and complicated parapneumonic effusions: a meta-analysis. Chest 2006;129:783-90. [Crossref] [PubMed]
  13. Rahman NM, Maskell NA, Davies CW, et al. The relationship between chest tube size and clinical outcome in pleural infection. Chest 2010;137:536-43. [Crossref] [PubMed]
  14. Rahman NM, Maskell NA, West A, et al. Intrapleural use of tissue plasminogen activator and DNase in pleural infection. N Engl J Med 2011;365:518-26. [Crossref] [PubMed]
  15. Ruiz A, Porcel JM, Madroñero AB, et al. Hemothorax following administration of intrapleural alteplase. Respiration 2006;73:715. [Crossref] [PubMed]
  16. Chai FY, Kuan YC. Massive hemothorax following administration of intrapleural streptokinase. Ann Thorac Med 2011;6:149-51. [Crossref] [PubMed]
  17. Silen ML, Naunheim KS. Thoracoscopic approach to the management of empyema thoracis. Indications and results. Chest Surg Clin N Am 1996;6:491-9. [PubMed]
  18. Chambers A, Routledge T, Dunning J, et al. Is video-assisted thoracoscopic surgical decortication superior to open surgery in the management of adults with primary empyema? Interact Cardiovasc Thorac Surg 2010;11:171-7. [Crossref] [PubMed]
  19. Thurer RJ. Decortication in thoracic empyema. Indications and surgical technique. Chest Surg Clin N Am 1996;6:461-90. [PubMed]
  20. Neff CC, vanSonnenberg E, Lawson DW, et al. CT follow-up of empyemas: pleural peels resolve after percutaneous catheter drainage. Radiology 1990;176:195-7. [Crossref] [PubMed]
  21. Jiménez Castro D, Díaz G, Pérez-Rodríguez E, et al. Prognostic features of residual pleural thickening in parapneumonic pleural effusions. Eur Respir J 2003;21:952-5. [Crossref] [PubMed]
  22. Farjah F, Symons RG, Krishnadasan B, et al. Management of pleural space infections: a population-based analysis. J Thorac Cardiovasc Surg 2007;133:346-51. [Crossref] [PubMed]
  23. Semenkovich TR, Olsen MA, Puri V, et al. Current state of empyema management. Ann Thorac Surg 2018;105:1589-96. [Crossref] [PubMed]
  24. Nayak R, Brogly SB, Lajkosz K, et al. Outcomes of operative and nonoperative treatment of thoracic empyema: A population-based study. Ann Thorac Surg 2019;108:1456-63. [Crossref] [PubMed]
  25. Bagheri R, Tavassoli A, Haghi SZ, et al. The role of thoracoscopic debridement in the treatment of parapneumonic empyema. Asian Cardiovasc Thorac Ann 2013;21:443-6. [Crossref] [PubMed]
  26. Chan DT, Sihoe AD, Chan S, et al. Surgical treatment for empyema thoracis: is video-assisted thoracic surgery "better" than thoracotomy? Ann Thorac Surg 2007;84:225-31. [Crossref] [PubMed]
  27. Muhammad MI. Management of complicated parapneumonic effusion and empyema using different treatment modalities. Asian Cardiovasc Thorac Ann 2012;20:177-81. [Crossref] [PubMed]
  28. Angelillo Mackinlay TA, Lyons GA, Chimondeguy DJ, et al. VATS debridement versus thoracotomy in the treatment of loculated postpneumonia empyema. Ann Thorac Surg 1996;61:1626-30. [Crossref] [PubMed]
  29. Roberts JR. Minimally invasive surgery in the treatment of empyema: intraoperative decision making. Ann Thorac Surg 2003;76:225-30. [Crossref] [PubMed]
  30. Luh SP, Chou MC, Wang LS, et al. Video-assisted thoracoscopic surgery in the treatment of complicated parapneumonic effusions or empyemas: outcome of 234 patients. Chest 2005;127:1427-32. [Crossref] [PubMed]
  31. Lardinois D, Gock M, Pezzetta E, et al. Delayed referral and gram-negative organisms increase the conversion thoracotomy rate in patients undergoing video-assisted thoracoscopic surgery for empyema. Ann Thorac Surg 2005;79:1851-6. [Crossref] [PubMed]
  32. Tong BC, Hanna J, Toloza EM, et al. Outcomes of video-assisted thoracoscopic decortication. Ann Thorac Surg 2010;89:220-5. [Crossref] [PubMed]
  33. Marks DJ, Fisk MD, Koo CY, et al. Thoracic empyema: a 12-year study from a UK tertiary cardiothoracic referral centre. PLoS One 2012;7:e30074. [Crossref] [PubMed]
  34. Reichert M, Pösentrup B, Hecker A, et al. Thoracotomy versus video-assisted thoracoscopic surgery (VATS) in stage III empyema-an analysis of 217 consecutive patients. Surg Endosc 2018;32:2664-75. [Crossref] [PubMed]
译者介绍
黄曌
东部战区总医院心胸外科主治医师,医学博士,博士后。从事肺癌、食管癌、纵隔肿瘤及其他心胸外科常见疾病的诊疗及科研工作。近三年发表国内外论文6篇,其中以第一作者发表SCI论文2篇,中文核心期刊论文1篇。(更新时间:22021/10/22)

(本译文仅供学术交流,实际内容请以英文原文为准。)

doi: 10.21037/ccts.2020.04.02
Cite this article as: Endoh M, Shiono S. Strategy for surgical treatment of acute thoracic empyema in adults. Curr Chall Thorac Surg 2021;3:4.

Download Citation