Tracheal Surgery in Children

Abstract

Background: The aim of this study is to show that five distinct types of tracheal anomalies should be differentiated with respect to therapy and prognosis. Methods: The records of 12 infants and children seen over a period of 20 years for different tracheal anomalies such as laryngotracheal stenosis (n = 3), long or short-segment stenosis of the upper (n = 2), middle (n = 6), and lower (n = 1) trachea were reviewed. In addition to these 12 patients with congenital stenosis, 3 other patients needed tracheal resections because of oncologic or traumatic disease: in 2, the trachea was infiltrated by a papillary carcinoma of the thyroid gland and in one, the upper part of the trachea was injured by an oral explosion accident. 25 patients presenting during the same period for other tracheal pathologies including esophagotracheal cleft syndrome (n = 7), tracheomalacia (n = 4), total tracheal agenesis (n = 3), or for placement of a tracheostomy (n = 11) due to other diseases were excluded from this study. Results: There was 1 early death after repair of a laryngotracheal stenosis by cricoid-split and cricoid-splint due to both cerebral hemorrhage and cardiac insufficiency secondary to Fallot's tetralogy. Another child died four weeks after slide tracheoplasty as a result of hypoxic cerebral lesions induced by severe central catheter-related septicemia. One child with therapy-resistant obstructing granulation tissue which developed after a slide tracheoplasty required a tracheostomy. The patient with the tracheal injury died after another accident one year after discharge. All other patients (n = 11) are doing well. Conclusions: With respect to therapy of congenital and post-intubation tracheal stenosis, four types should be distinguished. Each of these types requires an adequate surgical procedure. The most important postoperative problem in tracheal surgery is the development of granulation tissue. However, the pathogenesis of granulation is still unknown.

Résumé

Buts: Le but de cette étude est de montrer que, en fonction de la thérapie et du pronostic, cinq types différents d'anomalie trachéale peuvent être différenciés. Méthodes: L'analyse des dossiers de 12 nourrissons et enfants vus durant les vingt dernières années pour un traitement de différentes anomalies trachéales telles que sténose laryngotrachéale (n = 3), sténose longue ou courte de la partie supérieure (n = 2), de la partie moyenne (n = 6) et de la partie basse de la trachée (n = 1). En plus de ces 12 patients avec une sténose congénitale, 3 autres patients ont nécessité une résection trachéale pour des raisons oncologiques ou traumatiques: dans 2 cas, la trachée est infiltrée par un carcinome papillaire de la thyroïde et dans un cas la partie supérieure de la trachée était blessée par une hyperpression. 25 patients ayant présenté durant la même période avec d'autres pathologies trachéales telles que diastème oesophagotrachéal (n = 7), trachéomalacie (n = 4), agénésie trachéale totale (n = 3) et pour réalisation d'une trachéostomie (n = 11) les autres pathologies étaient exclus de cette étude. Résultats: Il y a un décès précoce après réparation d'une sténose laryngotrachéale par section cricoïdienne due à une hémorragie cérébrale et à une insuffisance cardiaque en rapport avec une tétralogie de Fallot. Un autre enfant est décédé quatre semaines après une trachéostomie, conséquence d'une hypoxie cérébrale induite par une septicémie sur cathéter central. Un enfant avec un granulome résistant au traitement a nécessité après trachéoplastie, une trachéostomie. Le patient avec la blessure trachéale est décédé d'un autre accident un an après sa sortie de l'hôpital. Les autres patients (n = 11) vont bien. Conclusion: En fonction des sténoses, congénitales ou post-intubation, 4 types doivent être distingués. Chacun de ces types nécessite un traitement chirurgical particulier. Le problème le plus important en post-opératoire de la chirurgie trachéale est le développement du tissu de granulation. Néanmoins, la pathogénie ne peut être complètement expliquée.

Resumen

Antecedentes: El objetivo de este estudio es mostrar que con respecto al tratamiento y pronóstico se pueden diferenciar 5 tipos de anomalías traqueales. Método: Revisamos las historias de 12 lactantes y niños vistos en los últimos 20 años para el tratamiento de anomalías traqueales diversas como estenosis laringotraqueal (n = 3) estenosis segmentaria larga o corta de la tráquea superior (n = 2), media (n = 6) e inferior (n = 1). Además de estos 12 pacientes con estenosis congénita, otros 3 necesitaron resecciones traqueales a causa de enfermedades traumáticas u oncológicas. En 2 la tráquea estaba infiltrada por un carcinoma papilar del tiroides y en uno la parte superior fue herida en un accidente de explosión oral. Se excluyeron de este estudio 25 niños que se presentaron durante el mismo periodo por enfermedades traqueales como síndrome de hendidura traqueoesofágica (n = 7), traqueomalacia (n = 4), agenesia traqueal total (n = 3), o traqueotomía por otras enfermedades (n = 11). Resultados: Hubo una muerte temprana tras la reparación de una estenosis laringotraqueal por split cricoideo con injerto debido a hemorragia cerebral e insuficiencia cardiaca secundaria a Tetralogía de Fallot. Otro niño murió cuatro semanas tras una traqueotomía de deslizamiento como resultado de lesiones hipóxicas cerebrales inducidas por septicemia grave por catéter. Un niño con tejido de granulación obstructivo resistente al tratamiento desarrollado tras una traqueoplastia de deslizamiento necesita una traqueostomía. El paciente con la lesión traqueal traumática murió en otro accidente un año tras el alta. Todos los demás pacientes (n = 11) están bien. Conclusiones: Con respecto al tratamiento de las estenosis congénitas o postintubación se deben distinguir cuatro tipos. Cada uno de ellos necesita un procedimiento quirúrgico adecuado. El problema más importante post-operatorio en la cirugía traqueal es el desarrollo de tejido de granulación. Sin embargo la patogénesis de ésta no puede ser explicada todavía.

Zusammenfassung

Ziel der Studie: Ziel dieser Studie ist es, zu zeigen, dass im Hinblick auf die Therapie und Prognose von Trachealstenosen im Kindesalter fünf verschiedene Typen unterschieden werden sollten. Methoden: In einer retrospektiven Studie wurden die Krankenblattaufzeichnungen und Nachuntersuchungsergebnisse von 15 Kindern aufgearbeitet, die in einer Periode von 20 Jahren wegen einer angeborenen oder erworbenen Trachealstenose vom selben Chirurgen operiert werden mussten. Drei Kinder hatten eine laryngotracheale oder cricoidale Stenose, neun eine kurz- oder langstreckige Stenose der oberen (n = 2), mittleren (n = 6) oder unteren (n = 1) Trachea. Hinzu kommen noch 3 Kinder mit Trachealresektionen aus anderer Ursache: bei zweien war ein papilläres Schilddrüsenkarzinom in die Trachealwand eingewachsen, bei einem hatte ein orales Explosionstrauma die Trachea segmental zerrissen. Fünfundzwanzig weitere Patienten mit Operationen an der Trachea im selben Zeitabschnitt wurden aus der Studie ausgeschlossen. Es handelte sich um 7 Kinder mit einem ösophagotrachealen Cleftsyndrom, um 4 Kinder mit einer Tracheamalazie, um 3 mit einer totalen Tracheaagenesie und um 11 mit einer Tracheostomie. Ergebnisse: Ein Kind mit einer laryngotrachealen Stenose starb 97 Tage nach Durchführung eines Cricoid-splits und Cricoid-splints an den Folgen einer Hirnblutung und Herzinsuffizienz bei Fallotscher Tetralogie. Ein zweites Kind starb vier Wochen nach einer Slide-Tracheoplasty an den Folgen einer zerebralen Hypoxie und Sepsis. Ein drittes Kind der Serie musste nach Slide-Tracheoplasty wegen therapieresistenter, obstruierender Granulationen im oberen Anteil der Anastomose tracheostomiert werden. Das Kind mit der Verletzung der Trachea durch ein orales Explosionstrauma wurde ein Jahr nach Entlassung Opfer eines Hais. Die anderen 11 Patienten der Serie sind gesund, sie haben keine Symptome, die auf ihre frühere Erkrankung hinweisen könnten. Schlussfolgerung: Im Hinblick auf die operative Therapie sollten bei angeborenen oder erworbenen Trachealstenosen im Kindesalter vier Typen unterschieden werden. Jeder Typus bedarf einer anderen chirurgischen Korrekturtechnik. Das größte Problem nach einer operativen Trachealkorrektur ist die Entwicklung obstruierender Granulationen. Ihre Pathogenese und therapeutischen Möglichkeiten werden in der vorliegenden Studie erörtert.

Key words

Tracheal stenosis - tracheal surgery - laryngotracheal stenosis - slide tracheoplasty - cricoid-split

Mots-clés

Sténose trachéale - chirurgie trachéale - sténose laryngotrachéale - trachéoplastie

Palabras clave

Estenosis traqueal - estenosis laringotraqueal - traqueoplastia de deslizamiento - división cricoidea

Schlüsselwörter

Trachealstenose - Trachealchirurgie - laryngo-tracheale Stenose - Slide-Tracheoplasty - Cricoid-split

References

• 1 Acosta A, Albanese C, Farmer D, Sydorak R, Danzer E, Harrison M. Tracheal stenosis: the long and the short prognosis.  J Pediatr Surg. 2000;  35 1612-1616
• 2 Backer C, Mavroudis C, Gerber M, Holinger L. Tracheal surgery in children: an 18-year review of four techniques.  J Cardiothoracic Surg. 2001;  19 777-784
• 3 Bando K, Turrentine M, Sun K, Sharp T, Matt B, Karmazyn B, Heifetz S, Stevens J, Kesle K, Brown J. Anterior pericardial tracheoplasty for congenital stenosis: immediate to long-term outcomes.  Ann Thorac Surg. 1996;  62 981-989
• 4 Borrie J. Tracheal stenosis in infancy.  Thorax. 1990;  15 64-69
• 5 Cheng A, Backer C, Holinger L, Dunham M, Mavroudis C, Gonzales-Grussi F. Histopathological changes following pericardial patch tracheoplasty.  Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 1997;  123 1069-1072
• 6 Cosentino C, Backer C, Idriss F, Hollinger L, Gerson C, Mavroudis C. Pericardial patch tracheoplasty for severe tracheal stenosis in children: intermediate results.  J Pediatr Surg. 1991;  26 879-885
• 7 Cotton R, Gray S, Miller R. Update of the Cincinnati experience in pediatric laryngotracheal reconstruction.  Laryngoscope. 1989;  99 1111-1116
• 8 Ein S, Friedberg J, Williams W. Tracheoplasty - a new operation for complete tracheal stenosis.  J Pediatr Surg. 1982;  17 872-878
• 9 Fonkalsrud E, Sudima S. Tracheal replacement with autologous esophagus for tracheal stricture.  Arch Surg. 1971;  102 139-142
• 10 Golabek W, Morshed K. Resection of tracheal stenosis with end to end anastomosis.  Otolaryngol Pol. 2003;  57 225-228
• 11 Grillo H. Surgery of the trachea. Ravitch M Current Problems in Surgery. Chicago, IL; Year Book 1970
• 12 Grillo H. Reconstruction of the trachea: experience in 100 consecutive cases.  Thorax. 1973;  28 667-679
• 13 Grillo H. Congenital lesions, neoplasms and injuries of the trachea. Sabiston D, Spencer F Gibbon's Surgery of the Chest. Philadelphia, PA; Saunders 1976
• 14 Grillo H, Dignan E, Miura T. Extensive resection and reconstruction of mediastinal trachea without prosthesis or graft: An anatomical study in man.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1964;  48 741-749
• 15 Harrison M, Heldt G, Brasch R. Resection of distal tracheal stenosis in a baby with agenesis of the lung.  J Pediatr Surg. 1980;  15 938-943
• 16 Heinemann M, Ziemer G. Long-segment tracheal resection in infancy utilizing extracorporal circulation. 2nd World Congress of PCCS. Armonk, New York; Futura Publishing Co. 1998
• 17 Idriss F, DeLeon S, Ilbawi M, Gerson C, Tucker G, Holinger L. Tracheoplasty with pericardial patch for extensive tracheal stenosis in infants and children.  J Thorac Cardiovsc Surg. 1984;  88 527-536
• 18 Kaschke O, Olze H, Sandman J. Use of cartilage grafts in treatment of laryngotracheal stenosis and defects in children.  Eur J Pediatr Surg. 2001;  11 147-153
• 19 Kimura K, Mukohara N, Tsugawa C, Matsumoto Y, Sugimura C, Murata H, Ito H. Tracheoplasty for congenital stenosis of the entire trachea.  J Pediatr Surg. 1982;  17 869-871
• 20 Kumar P, Bush A, Ladas G, Goldstraw P. Tracheobronchial obstruction in children: experience with endoscopic airway stenting.  Ann Thorac Surg. 2003;  75 1579-1586
• 21 Landing B, Wells T. Tracheobronchial anomalies in children.  Perspect Pediatr Pathol. 1973;  1 1-32
• 22 Longaker M, Harrison M, Adzick N. Testing the limits of neonatal tracheal resection.  J Pediatr Surg. 1990;  25 790-792
• 23 Maeda K, Yasufuku M, Yamamoto T. A new approach to the treatment of congenital tracheal stenosis: balloon tracheoplasty and expandable metallic stenting.  J Pediatr Surg. 2001;  36 1664-1669
• 24 Mansfield P. Tracheal resection in infancy.  J Pediatr Surg. 1980;  15 79-81
• 25 Monnier P. A new stent for the management of adult and pediatric laryngotracheal stenosis.  Laryngoscope. 2003;  103 1418-1422
• 26 Monnier P, Savary M, Chapuis G. Partial cricoid resection with primary anastomosis in infants and children.  Laryngoscope. 1993;  103 1273-1283
• 27 Nakayama D, Harrison M, deLorimer A. Reconstructive surgery for obstructive lesions of the intrathoracic trachea in infants and small children.  J Pediatr Surg. 1982;  17 854-868
• 28 Que T, Kamata S, Usui N, Okuyama H, Nose K, Okada A. Histopathologic changes after tracheobronchial reconstruction with costal cartilage graft for congenital tracheal stenosis.  J Pediatr Surg. 2001;  36 329-333
• 29 Rethi A. An operation for cicatrical stenosis of the larynx.  J Laryngol Otol. 1956;  70 283-293
• 30 Tsugawa C, Tsubota N, Matsumoto Y, Muraii T, Nishijima E, Kimura K. Extensive resection of the distal trachea and bilateral bronchi for the tumor arising from the carina: a successful reconstruction of the carina.  J Pediatr Surg. 1990;  25 788-789
• 31 Wright C. Pediatric tracheal surgery.  Chest Surg Clin North Am. 2003;  2 305-314