Functional features of anatomical structures affecting the process of endotracheal intubation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study of the morphofunctional features of various structures of the head and the neck, as well as their congenital and acquired changes, enables a better understanding of conditions that influence performance of endotracheal intubation. Knowledge of the patient’s individual anatomy enables one to forecast and to minimize incidence of intubation failure that might lead to adverse consequences, including dental trauma, damage to respiratory tract, hypoxic brain damage, and even death. As early as on the stage of collecting the patient’s history, the anesthesiologist has to anticipate possible complications and identify the factors that might lead to complicated intubation and provision of anesthetic support.

This study analyzes the functional peculiarities of the anatomical structures influencing the process of endotracheal intubation, that are considered in the scales for the assessment of difficult airways and that cause complications for the visibility of the glottis. The article also dwells on various diseases that could cause difficult intubation of the trachea. The generalized results of these studies may be instrumental in the development of new methods and approaches towards the tracheal intubation procedure.

About the authors

Natalya V. Zharova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

Email: zharova_n@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0003-2495-6923

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate professor of the Department of Human Anatomy and Histology of the Institute of clinical medicine

Russian Federation, Moscow

Vladimir N. Nikolenko

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University; Lomonosov Moscow State University

Email: vn.nikolenko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9532-9957

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Head of the Department of Human Anatomy and Histology of the Institute of clinical medicine; Head of the Department of normal and topographical anatomy

Russian Federation, Moscow; Moscow

Yurii O. Zharikov

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

Author for correspondence.
Email: dr_zharikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9636-3807

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate professor of the Department of Human Anatomy and Histology of the Institute of clinical medicine

Russian Federation, Moscow

Nikolai A. Zharov

Russian University of Medicine

Email: nikolya-zharov@list.ru
ORCID iD: 0009-0002-5200-5965

research intern

Russian Federation, Moscow

Aleksei V. Zharov

City Clinical Hospital named after V.P. Demikhov

Email: kolyaka05@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8457-1630

MD, anesthesiologist-reanimatologist

Russian Federation, Moscow

Tatyana S. Zharikova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University; Lomonosov Moscow State University

Email: dr_zharikova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6842-1520

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate professor of the Department of Human Anatomy and Histology; Associate professor of the Department of normal and topographical anatomy

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Zaytsev AYu, Usikyan EG, Dubrovin KV, et al. Diagnosis of difficult airways: a review. Annals of Critical Care. 2023;(4):149-168. [Зайцев А.Ю., Усикян Э.Г., Дубровин К.В., и др. Диагностика трудных дыхательных путей: обзор литературы. Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2023;4:149-168]. doi: 10.21320/1818-474X-2023-4-149-168
  2. Klimov AA, Malakhova AA, Kamnev SA, Subbotin VV. Use of the El-Ganzouri prognostic score in the assessment of difficult airways in obese patients. Messenger of Anesthesiology and Resuscitation. 2018;15(2):38-44. [Климов А.А., Малахова А.А., Камнев С.А., Субботин В.В. Использование прогностической шкалы El-Ganzouri в оценке трудных дыхательных путей у пациентов с ожирением. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2018;15(2):38-44]. doi: 10.21292/2078-5658-2018-15-2-38-44
  3. Ji SM, Moon EJ, Kim TJ, et al. Correlation between modified LEMON score and intubation difficulty in adult trauma patients undergoing emergency surgery. World Journal of Emergency Surgery. 2018;33(13):2-4. doi: 10.1186/s13017-018-0195-0
  4. Lundstrоm LH, Vester-Andersen M, Møller AM, et al. Poor prognostic value of the modified Mallampati score: a meta-analysis involving 177 088 patients. British Journal of Anaesthesia. 2011;107(5):659-67. doi: 10.1093/bja/aer292
  5. Reed MJ, Rennie LM, Dunn MJ, et al. Is the ‘LEMON’ method an easily applied emergency airway assessment tool. European Journal of Emergency Medicine. 2004;11(3):154-7. doi: 10.1097/01.mej.0000127645.46457.b9
  6. Nikolenko VN, Mareev OV, Starostina SV. Stereotopometric characteristics of the thyroid cartilage in adults of different sexes and body types. Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2007;3:32-40. (In Russ.). [Николенко В.Н., Мареев О.В., Старостина С.В. Стереотопометрические характеристики щитовидного хряща у взрослых людей различного пола и телосложения. Саратовский научно-медицинский журнал. 2007;(3):32-40]. URL: https://ssmj.ru/2007?page=9
  7. Thankamony H, Harikrishnan S, Venkitachalam RG. Diagnostic Value of Upper Lip Bite Test combined with Hyomental Distance Ratio in assessing the airway. Journal of Current Medical Research and Opinion. 2019;02(12):383-387. doi: 10.15520/jcmro.v2i12.241
  8. Ramadhani SAl, Mohamed LA, Rocke DA, Gouws E. Sternomental distance as the sole predictor of difficult laryngoscopy in obstetric anaesthesia. British Journal of Anaesthesia. 1996;77(3):312-6. doi: 10.1093/bja/77.3.312
  9. Litrenta J, Bi AS, Dryer JW. Klippel-Feil Syndrome: Pathogenesis, Diagnosis, and Management. J Am Acad Orthop Surg. 2021;29(22):951-960. doi: 10.5435/JAAOS-D-21-00190
  10. Starostina SV, Nikolenko VN. Neck variations in different somatotypes. Morphological Newsletter. 2010;4:64-72. (In Russ.). [Старостина С.В., Николенко В.Н. Варианты шеи у различных соматотипов. Морфологические ведомости. 2010;4:64-72].
  11. Starostina SV, Nikolenko VN, Istranov AL. Variability of stereomorphotopometric characteristics of structures and sections of the laryngeal cavity in various neck variants in adults and their role in planning surgical access in laryngeal paralysis. Head and neck. Russian Journal. 2024;12(1):79-89. [Старостина С.В., Николенко В.Н., Истранов А.Л. Изменчивость стереоморфотопометрических характеристик структур и отделов полости гортани при различных вариантах шеи у взрослых людей и их роль в планировании хирургических доступов при параличах гортани. Голова и шея. Российский журнал. 2024;12(1):79-89]. doi: 10.25792/HN.2024.12.1.79-89
  12. Mahajan PV, Bharucha BA. Evaluation of short neck: new neck length percentiles and linear correlations with height and sitting height. Indian Pediatrics.1994;31(10):1193-203. PMID: 7875779/
  13. Steinmetz MP, Mroz TE, Benzel EC. Craniovertebral Junction: Biomechanical Considerations. Neurosurgery. 2010;66(3 Suppl):7-12. doi: 10.1227/01.NEU.0000366109.85796.42
  14. Shkarubo AN, Nikolenko VN, Chernov IV, et al. Anatomy of anterior craniovertebral junction in endoscopic transnasal approach. Burdenko’s Journal of Neurosurgery. 2020;84(4):46-53. [Шкарубо А.Н., Николенко В.Н., Чернов И.В., и др. Анатомия передних отделов краниовертебрального сочленения при эндоскопическом трансназальном доступе. Журнал Вопросы нейрохирургии имени Н.Н. Бурденко. 2020;84(4):46-53]. doi: 10.17116/neiro20208404146
  15. Shkarubo AN, Chernov IV, Andreev DN, et al. Expanded endoscopic transnasal odontoidectomy and posterior stabilization: a combined approach. Journal of Neurosurical Sciences. 2022;66(6):551-559. doi: 10.23736/s0390-5616.20.05014-6
  16. Shkarubo AN, Nikolenko VN, Chernov IV, et al. Anatomical Aspects of the Transnasal Endoscopic Access to the Craniovertebral Junction. World Neurosurg. 2020;133:293-302. doi: 10.1016/j.wneu.2019.09.011
  17. Golikova AS, Shalin VV, Vashurkina IM, et al. Modern aetiopathogenetic ideas on ankylosing spondylitis. Siberian Medical Review. 2023;(3):19-26. [Голикова А.С., Шалин В.В., Вашуркина И.М., и др. Современные этиопатогенетические представления об анкилозирующем спондилите. Сибирское медицинское обозрение. 2023;(3):19-26]. doi: 10.20333/25000136-2023-3-19-26
  18. Putz K, Hayani K, Zar FA. Meningitis. Prim Care. 2013;40(3):707-26. doi: 10.1016/j.pop.2013.06.001
  19. Ulyanov VYu, Bazhanov SP, Makarkina EV, Shchukovsky VV. Features of tracheal intubation in patients with pathology of the cervical spine. Fundamental research. 2012;4(2):367-370. (In Russ.). [Ульянов В.Ю., Бажанов С.П., Макаркина Е.В., Щуковский В.В. Особенности интубации трахеи у больных с патологией шейного отдела позвоночника. Фундаментальные исследования.2012;4(2):367-370]. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29824
  20. Kolenkiewicz M, Wlodarczyk A, Wojtkiewicz Ya. Diagnosis and frequency of spondylosis and diseases of the cervical discs at the University Clinical Hospital in Olsztyn, in 2011-2015. BioMed Research International. 2018;(31):1-7. doi: 10.1155/2018/5643839
  21. Sieper J, Poddubnyy D. Axial spondyloarthritis. Lancet. 2017;390(10089):73-84. doi: 10.1016/S0140-6736(16)31591-4
  22. De Jong A, Molinari N, Pouzeratte Y, et al. Difficult intubation in obese patients: incidence, risk factors, and complications in the operating theatre and in intensive care units. British Journal of Anaesthesia. 2015;114(2):297-306. doi: 10.1093/bja/aeu373
  23. Agrawal J, Shenai PK, Chatra L, Kumar PY. Evaluation of normal range of mouth opening using three finger index: South India perspective study. Indian Journal of Dental Research. 2015;26(4):361-365. doi: 10.4103/0970-9290.167638
  24. Chen Q, Zhao Y, Qian Y, et al. A genetic-phenotypic classification for syndromic micrognathia. J Hum Genet. 2019;64:875-883. doi: 10.1038/s10038-019-0630-4
  25. Moimaz SA, Garbin AJ, Lima AM, et al. Longitudinal study of habits leading to malocclusion development in childhood. BMC Oral Health. 2014;4:14:96. doi: 10.1186/1472-6831-14-96
  26. Milutka YuA, Fortin AE. Possibilities and organizational problems of diagnostics and treatment of patients with the syndrome of temporomandibular joint pain dysfunction. Russian Osteopathic Journal. 2020;(4):95-116. [Милутка Ю.А., Фортин А.Е. Возможности и организационные проблемы диагностики и лечения пациентов с синдромом болевой дисфункции височно-нижнечелюстного сустава. Российский остеопатический журнал. 2020;4:95-116]. doi: 10.32885/2220-0975-2020-4-95-116
  27. Lepilin AV, Nikolenko VN, Konnov VV, Nikolenko LV. On the issue of the pathogenesis of dysfunctions of the temporomandibular joint. Current issues in dentistry. 2005;49-50. (In Russ.). [Лепилин А.В., Николенко В.Н., Коннов В.В., Николенко Л.В. К вопросу патогенеза дисфункций височно-нижнечелюстного сустава. Актуальные вопросы стоматологии. 2005;49-50].
  28. Mélou C, Pellen-Mussi P, Jeanne S, et al. Osteoarthritis of the Temporomandibular Joint: A Narrative Overview. Medicina (Kaunas). 2022;20:59(1):8. doi: 10.3390/medicina59010008
  29. Das UM, Keerthi R, Ashwin DP, et al. Ankylosis of temporomandibular joint in children. Journal of Indian Society Pedodontics and Preventive Dentistry. 2009;27(2):116-120. doi: 10.4103/0970-4388.55338
  30. Rozanski S, Wood K, Sanati-Mehrizi P, et al. Ankylosis of the temporomandibular joint in children. Journal of Craniofacial Surgery. 2019;30(4):1033-1038. doi: 10.1097/SCS.0000000000005547
  31. Al-Moraissi EA, Ellis E. 3rd. Surgical treatment of adult mandibular condylar fractures provides better outcomes than closed treatment: a systematic review and meta-analysis. Journal of Oral Maxillofacial Surgery. 2015;73(3):482-93. doi: 10.1016/j.joms.2014.09.027
  32. Shamim F, Khan AA, Khan FA. First-pass success of tracheal intubation with video-laryngoscopy in head and neck cancer patients: a registry-based retrospective cohort study. Cureus. 2021;13(12):e20857. doi: 10.7759/cureus.20857
  33. Engstrom W, Lyndham S, Schofield P. Wiedemann-Beckwith syndrome. European Journal Pediatrics. 1988;147(5):450-7. doi: 10.1007/BF00441965
  34. De Graaf G, Buckley F, Skotko BG. Estimates of the live births, natural losses, and elective terminations with Down syndrome in the United States. American Journal of Medical Genetics. Part A. 2015;167(4):756-776. doi: 10.1002/ajmg.a.37001
  35. Herbert M, Case L, Rairikar M, et al. Early onset of symptoms and clinical course of Pompe disease associated with variant C.-32-13 T > G. Molecular analysis. 2019;126(2):106-116. doi: 10.1016/j.ymgme.2018.08.009
  36. Li K, Hua H, Wei P. Macroglossia. Journal of American Dental Association. 2023;154(4):350-354. doi: 10.1016/j.adaj.2022.02.006
  37. Bauman RA. Remains of the lingual thyroid gland and the lingual thyroid-lingual tract. Clinical and histopathological research with a literature review. Oral surgery. 1972;34(5):781-99. doi: 10.1016/0030-4220(72)90296-4
  38. Mészáros B, Vasas B, Paczona R. A nyelv ritka, benignus, ectomesenchymalis chondromyxoid tumora. Orvosi Hetilap. 2019;160(33):1319-1323. doi: 10.1556/650.2019.31452
  39. Starostina SV, Nikolenko NV. Individual variability of morphometric characteristics of the laryngeal cavity in subjects with different neck variants. International Journal of Applied and Basic Research. 2011;8:103-105. (In Russ.). [Старостина С.В., Николенко Н.В. Индивидуальная изменчивость морфометрических характеристик полости гортани у субъектов с различным вариантом шеи. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2011;8:103-105]. URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=1705
  40. Nunes LR, Anselmo MP, Brito TS. A challenging case of bradykinin-mediated angioedema with airway obstruction: management and therapeutic strategies. Archive of Clinical Cases. 2023;10(3):138-141. doi: 10.22551/2023.40.1003.10260
  41. Khalaf F, Albayati S. Gastroesophageal reflux disease questionnaire score and endoscopic findings in patients with gastroesophageal reflux disease. Mustansiriya Medical Journal. 2019;18(2):63-69. doi: 10.4103/mj.mj_8_19
  42. Nikolenko VN, Mareev OV, Starostina SV. Constitutional laryngostereotopometry in the surgical treatment of median laryngeal stenoses. Saratov, 2007. (In Russ.). [Николенко В.Н., Мареев О.В., Старостина С.В. Конституциональная ларингостереотопометрия в хирургическом лечении срединных стенозов гортани. Саратов, 2007].
  43. Sandefur BJ, Liu XW, Kaji AH, et al. Emergency Department Intubations in Patients with Angioedema: A Report from the National Emergency Airway Registry. Journal of Emerdency Medicine. 2021;61(5):481-488. doi: 10.1016/j.jemermed.2021.07.012
  44. Sidorov IA, Dobrov AV, Karzakova LM. Descending purulent mediastinitis: features of the course, diagnosis and treatment. Acta Medica Eurasica. 2022;2:9-14. [Сидоров И.А., Добров А.В., Карзакова Л.М. Нисходящий гнойный медиастинит: особенности течения, диагностики и лечения. Acta Medica Eurasica. 2022;2:9-14]. doi: 10.47026/2413-4864-2022-2-9-14
  45. Cho SY, Woo JH, Kim YJ, et al. Airway management in patients with deep neck infections: A retrospective analysis. Medicine (Baltimore). 2016;95(42):e36c2. doi: 10.1097/MD.0000000000004125
  46. Hamaguchi T, Suzuki N, Kondo I. A case of anesthesia mumps that required postoperative re-intubation. JA Clinical Reports. 2018;4(1):22. doi: 10.1186/s40981-018-0159-0

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Zharova N.V., Nikolenko V.N., Zharikov Y.O., Zharov N.A., Zharov A.V., Zharikova T.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».