background image

 

 

 

 

Essentials of pleural 

Essentials of pleural 

cavity drainage

cavity drainage

Department of General, Oncological and Thorax Surgery 
Medical University of Lodz
Head: prof. dr hab. med. Marian Brocki

Authors: Robert Gruda MD, Robert Stolarek MD

background image

 

 

 

 

Drainage or puncture of pleural 
cavity is relatively common surgery 
procedure at the thoracic surgery 
wards or general, ICU, internal or 
oncology departments

It is a simple procedure but usually 
multiple minor problems are 
encountered

background image

 

 

 

 

History

History

VI century BC. – Hippocrates – described open pleural 

drainage and the use of metal drain in pleural empyema

XV century AC. – Celsius – described rib removal, tocar use 

and metal pipe for pleural drainage

1860 – Hunter – applied hypodermal needle for pleural 

drainage

1875 – Playfair – introduced drainage with underwater valve 

for pleural empyema therapy

1876 – Hewett – described closed system for continuous 

drainage in the therapy of pleural empyema

1910 – Robinson – introduced vacuum into chest drainage 

with the use of sucking pump

1922 – Lilienthal – introduced closed vacuum pleural 

drainage in patient after the chest surgery

1945 – introduction of three bottle sets

1986 – introduction of single use sets

background image

 

 

 

 

Anatomy and physiology of 

Anatomy and physiology of 

pleura cavity

pleura cavity

Pleural cavity is a bilateral serum space inside the chest limited by 

parietal pleura, lining chest walls and visceral pleura which is 

lining lungs

Under physiological conditions parietal and visceral pleura form 

capillary space 

7 – 24 m wide, containing small amount

Under normal conditions visceral fluid is produced at the 

approximate rate 0,01 ml/kg m.c. /h 

The elastic recoil of chest wall maintains negative pressure inside 

the thorax cavity and the constant expansion of the lungs. 

Chest intrusion, accumulation of fluid or air inside pleural cavity 

abolish the negative pressure inside leading to the decrease of 

lung volume and the increase of pleural volume.

Pleural drainage is necessary for the restoration of physiological 

conditions

background image

 

 

 

 

Pleural cavity drainage 

Pleural cavity drainage 

open – when pleural cavity directly 
connects with the atmosphere (used 
rarely, mainly in case of chronic 
pleural empyema)

Closed  – when pleura is separated 
from the atmosphere with drainage set

– passive – without vacuum
– active – with vacuum

background image

 

 

 

 

Indications for 

Indications for 

pleural 

pleural 

drainage

drainage

pneumothorax

Pleural fluid (exudation, empyema, 
hematoma, lymph)

Postoperative pleural drainage

Pleurobronchial fistula

background image

 

 

 

 

Contradiction for pleural 

Contradiction for pleural 

drainage 

drainage 

There are no unconditional 

contradictions for pleural drainage

background image

 

 

 

 

pneumothorax

pneumothorax

The presence of gas in 

pleural cavity

Internal (via bronchial wall)

External (via chest wall)

Spontaneous

Primary (no lung pathology)

Secondary (the presence of lung pathology)

Traumatic

Non-iatrogenic (open/closed trauma)

Iatrogenic (after BAC of the lungs, Mediastinum, subcalvucular 

venosection, etc.)

entire

partial

background image

 

 

 

 

Pleural drainage systems

Pleural drainage systems

System of pleural drainage includes:

Drainage systems

– Pleural drain
– connectors
– Connecting drainage

Bottle system 

– Drainage bottle
– Underwater valve
– Reduction bottle

background image

 

 

 

 

Drainage systems

Drainage systems

No toxicity

No allergy reaction

No agitation

Should be flexible and at the same time 

stiff enough to avoid collapse

Should be transparent

X ray marker incorporated into the wall

The terminal lumen should be the same as 

drainage diameter

background image

 

 

 

 

Small drainage 

Small drainage 

These are plastic small drainages up 

to 10F in size, with a needle inside for 

penetration or outside for drainage 

insertion . Thin drainage are used in 

diagnostics and the therapeutical 

pleurocentesis, surgical anesthesia 

and pericardiocentesis. They are 

fragile, can be stuck easily, may 

break and therefore are not suitable 

for routine pleural drainage.

background image

 

 

 

 

Medium drainage 

Medium drainage 

They are vinyl drainages of 10-20F 
size with a lancet inside. The 
presence of stiff lancet inside allows 
for the insertion from a tiny hole in 
skin surface. These drainage is 
especially useful in the drainage of 
encapsulated containers and lung 
apex drainage from supraclavicular 
access.

background image

 

 

 

 

Large drainage 

Large drainage 

Vinyl drainage of 20-36F size may 
include a lancet. They are inserted 
usually during toracotomy and their 
narrowed ending makes the insertion 
through the incision canal easier. 
Insertion of drainage into the closed 
chest required more force and the 
expansion of the tissues with a tool or 
a finger.

background image

 

 

 

 

Connecting drainage 

Connecting drainage 

This is a drainage between pleural 
drainage and the drainage bottle. It 
has to be transparent, light, flexible, 
resistant to collapse and breakings. 
Optimal size of connecting drainage 
determines its optimal resistance to 
the flow: length 1.8 m., internal 
diameter 9.5 – 12 mm

background image

 

 

 

 

Drainage connections

Drainage connections

There are various types of 
connectors for different size diameter 
drainage. Their fixation should 
maintain tight sealed connection, 
good visibility inside the connector 
and the drainage as well as the 
safety of the connection

background image

 

 

 

 

Drainage bottles

Drainage bottles

Features of drainage bottles

Sealed thight

Quality of connection

Resistance to incidental breakage

Light, stiff material resistant to 
collapse

Construction preventing reverse 
assembly

background image

 

 

 

 

Passive drainage

Passive drainage

Passive drainage a gravity propelled 
drainage including one bottle. It is the 
most crude type of pleural drainage. Its 
function involves containing and 
underwater valve. The valve allows for 
the removal of the air from the plural 
cavity and prevent form the sucking of 
the air. Intrusion of the air into the pleural 
cavity is blocked by underwater valve. 

background image

 

 

 

 

Passive drainage

Passive drainage

The drainage pipe should be submerged 

2 cm under water. Lower submersion 

may lead to the loss of tight assembly, 

increased air flow resistance. Lack of 

alternated fluid levels indicates stucked 

flow, flexed connection, fluid 

accumulation in connecting drainage or 

the complete expansion of the lung. The 

set should be placed below the chest 

level to maintain pressure gradient.

background image

 

 

 

 

Two bottle passive drainage

Two bottle passive drainage

This set includes main bottle and the 
bottle with submerged valve. Blood 
or exudative fluid accumulates in the 
main bottle whereas the air gets into 
the other. The drainage allows for 
freely air removal. The pressure in 
the main bottle is always equal to the 
pressure inside the pleural cavity.

background image

 

 

 

 

Two bottle active drainage

Two bottle active drainage

This is the most common active 
sucking system. It included 
submerges valve and the bottle 
regulating the suction power. 

background image

 

 

 

 

Three bottle active drainage

Three bottle active drainage

This set includes main bottle, 
submerged valve and the bottle for 
the regulation of suction power. The 
reduction bottle decreases the sub 
pressure generated by suction tools.

 

background image

 

 

 

 

Four bottle active drainage

Four bottle active drainage

Fuor bottle system includes 
additional bottle with submerges 
valve connected to three bottle set. 
Air pressure valve of the additional 
bottle protects from pressure 
increase in case of the failure of 
suction providing the information on 
the current pressure in the pleural 
cavity.

background image

 

 

 

 

Features of vacuum devices

Features of vacuum devices

The maintenance of the lowered 

pressure in the range between 0 and 60 

cm H2O

The availability of high flow (20 l/min) at 

the pressure – 10 cm H2O

The maintenance of the negative 

pressure in the system

The removal of drained air into the 

atmosphere due to air removal drain 

even if sucking does not operate

background image

 

 

 

 

Other drainage systems

Other drainage systems

Pleural-peritoneal valve of Denver 
type– unidirectional valve for fluid 
trafficking from pleural to peritoneal 
cavity in patients with recurrent 
accumulation of pleural fluid without 
the option of complete lung 
expansion 

background image

 

 

 

 

Other drainage systems

Other drainage systems

Heimlich valve – invented in 1968 as 
single or double płatowa valve, 
especially useful in patient 
transportation

background image

 

 

 

 

Other drainage systems

Other drainage systems

The set for ambulatory pleural 
drainage– it includes plastic sack 
with płatkową valve and excess air 
valve. It may be carried by the 
patients similarly to the urine 
containers. It is used in the therapy 
of chronic pleurobronchial fistulae 
and recurrent exudative pleuritis

background image

 

 

 

 

Access to pleural cavity

Access to pleural cavity

Anterior access– commonly II or III 
intercostal space in middle anterior 
clavicle or axillar line. Most routine in 
pneumothorax. 

background image

 

 

 

 

Access to pleural cavity

Access to pleural cavity

Lateral access – the drainage is place 
in from IV to VI intercostal space in 
anterior or middle axillar line. The 
drainage ending at the time of air 
evacuation is directed rostrally 
(towards apex) whereas at the fluid 
evacuation caudally and downwards 
(towards above diaphragm). 

background image

 

 

 

 

Access to pleural cavity

Access to pleural cavity

Suprascapular access–  second 
intercostal space below the scapula 
in posterior scapular line. For apex 
limited pathology only. 

background image

 

 

 

 

Access to pleural cavity

Access to pleural cavity

Posterior access – used for the 
drainage of encapsulated purulent 
container in the dorsal region below 
the scapula. It is guided by CT or 
USG.


Document Outline