Pneumothorax

Pneumothorax-Definition

• A pneumothorax is an abnormal collection of air or gas in the pleural space.

OR

• A pneumothorax is a collection of free air in the chest outside the lung that causes the lung to collapse.

Pneumothorax facts• Pneumothorax may occur on its own in the absence 

of underlying disease; this is termed spontaneous pneumothorax.

• Pneumothorax may also occur as a consequence of an injury or underlying lung disease.

• A small spontaneous pneumothorax may resolve without treatment.

Types of pneumothorax

• A spontaneous pneumothorax, also referred to as a primary pneumothorax, occurs in the absence of a traumatic injury to the chest or a known lung disease. 

• A secondary (also termed complicated) pneumothorax occurs as a result of an underlying condition.

Causes of Pneumothorax• The lungs normally inflate by increasing the size of the chest cavity, resulting in a negative pressure in the pleural space.

• If air enters the pleural space either by a hole in the lung or the chest wall, the pressure in the pleural space equals the pressure outside the body. Thus, the vacuum is lost and the lung collapses.

Causes of Pneumothorax• Pneumothorax is caused by:• Rupture of a cyst or a small sac (bleb) on the surface of 

the lung. Following an injury to the chest wall such as a fractured rib

• Any penetrating injury (gun shot or stabbing)• Surgical invasion of the chest• Underlying lung diseases:– Cystic fibrosis– Chronic obstructive pulmonary disease (COPD)– Lung cancer– Asthma– Infections of the lungs.

CausesChest injuries. • Any blunt or penetrating injury cause lung collapse. • Injuries that happen during physical assaults or car crashes• Injuries during medical proceduresUnderlying lung diseases. • Damaged lung tissue is more likely to collapse• (COPD)• Cystic fibrosis• Pneumonia.Ruptured air blisters. • Small air blisters (blebs) can develop on the top of lung surface. • These are not considered to be a disease of the lungs, these blebs sometimes burst. Mechanical ventilation. • A severe type of pneumothorax • The ventilator can create an imbalance of air pressure within the chest. • The lung may collapse completely and the heart may be squeezed to the point that 

it can't work properly.

Risk Factors for Pneumothorax

• Spontaneous pneumothorax affects about 9,000 persons each year in the U.S. who have no history of lung disease. 

• This type of pneumothorax is most common in men between the ages of 20 and 40, particularly in tall, thin men. 

• Smoking has been shown to increase the risk for spontaneous pneumothorax.

Risk FactorsGENDER. 

Men are far more likely to have a pneumothorax than are women.

SMOKING  The risk increases with the length of time and the number of cigarettes smoked, 

even without emphysema.

AGE The type of pneumothorax caused by ruptured air blisters is most likely to occur 

in people between 20 and 40 years old, 

PHYSICAL FEATURES Thin , lean and tall men are more prone

GENETICS Certain types of pneumothorax appear to run in families.

LUNG DISEASE. COPD Cystic fibrosis

MECHANICAL VENTILATIONA HISTORY OF PNEUMOTHORAX

Clinical features

• Sudden chest pain• Sudden shortness of breath

• But these symptoms can be caused by a variety of other diseases.

Clinical featuresPrimary Spontaneous Pneumothorax

• Common in young adults • Without underlying lung problems• Usually causes limited symptoms• Chest pain and sometimes mild breathlessness• Patients often unaware of potential danger and may 

wait several days before seeking medical attention.• PSPs more commonly occur during changes 

in atmospheric pressure• It is rare for PSPs to cause tension pneumothoraces.

Clinical featuresSecondary Spontaneous Pneumothorax

• Occur in individuals with significant underlying lung disease

• Symptoms in SSPs tend to be more severe than in PSPs• Hypoxemia • Cyanosis • Hypercapnia; this may cause confusion and - if very severe 

-  comas. • The sudden onset of breathlessness in someone 

with (COPD), cystic fibrosis, or other serious lung diseases should therefore prompt investigations to identify the possibility of a pneumothorax.

Clinical featuresTraumatic Pneumothorax

• Most commonly occurs when the chest wall is pierced,• Stab wound• Gunshot wound• Allows air to enter the pleural space, • Traumatic pneumothoraces have been found to occur in up to 

half of all cases of chest trauma, with only rib fractures being more common in this group. 

• The pneumothorax can be occult in half of these cases• May enlarge - particularly if mechanical ventilation is required.• Patients already receiving mechanical ventilation for some 

other reason.

Physical Examination

• breath sounds may be diminished• Tactile Fremitus• Percussion- Hyper resonant• vocal resonance • Physical signs may not be apparent if the pneumothorax is relatively small.

Tension Pneumothorax

• In some instances, the lung continues to leak air into the chest cavity and results in compression of the chest structures, including vessels that return blood to the heart. This is referred to as a tension pneumothorax and can be fatal if not treated immediately.

Tension Pneumothorax• This is a medical emergency and may require 

immediate treatment without further investigations.

• Tension pneumothorax may also occur in someone who is receiving mechanical ventilation, in which case it may be difficult to spot as the person is typically receiving sedation.

• It is often noted because of a sudden deterioration in condition.

Tension Pneumothorax• A tension pneumothorax is present when a pneumothorax leads to significant 

impairment of respiration and/or blood circulation. 

• Tension pneumothorax tends to occur in clinical situations such as ventilation, resuscitation, trauma, or in patients with lung disease.

• Patient have • Chest pain• Dyspnea and Tachypnea • Tachycardia• Decreased breath sounds• Hypoxia on pulse oxymetry• Hypotension• Cyanosis• Altered conscious level• Hyper resonant percussion note • Decreased chest movements• Pain epigastrium• Displaced apex beat • Resonant note on sternal tapping

Chest X-Rays• Plain  xray chest  PA view• In maximum inspiration• Lateral chest xray may sometimes needed.• The size of the pneumothorax (i.e. the volume of air in the pleural space) 

can be determined with a reasonable degree of accuracy by measuring the distance between the chest wall and the lung. This is relevant to treatment, as smaller pneumothoraces may be managed differently. An air rim of 2 cm means that the pneumothorax occupies about 50% of the hemithorax.[

• Measurement should be performed at the level of the hilum(British ) with 2 cm as the cutoff, while American guidelines state that the measurement should be done at the apex with 3 cm differentiating between a "small" and a "large" pneumothorax.

• CT scanning can provide a more accurate determination of the size of the pneumothorax, but its routine use in this setting is not recommended.

• Not all pneumothoraces are uniform; some only form a pocket of air in a particular place in the chest.

Management

The treatment of pneumothorax depends on a number of factors:

• May vary from discharge with early follow-up to immediate needle decompression or insertion of a chest tube. Depends on the:

• Severity of symptoms• Acute illness• Presence of underlying lung disease• Estimated size of the pneumothorax on X-ray,• In some instances - on the personal preference of the person involved.

Management• In traumatic pneumothorax, chest tubes are usually inserted. If 

mechanical ventilation is required, the risk of tension pneumothorax is greatly increased and the insertion of a chest tube is mandatory.

• Any open chest wound should be covered with an airtight seal, as it carries a high risk of leading to tension pneumothorax. Ideally, "Asherman seal" should be utilized, it is a specially designed device that act like a one way valve.

• Tension pneumothorax is usually treated with urgent needle decompression. 

• This may be required before transport to the hospital, and can be performed by an emergency medical technician or other trained professional.

• The needle or cannula is left in place until a chest tube can be inserted. If tension pneumothorax leads to cardiac arrest, needle decompression is performed as part of resuscitation as it may restore cardiac output.

Conservative Management• Small spontaneous pneumothoraces do not always require 

treatment, as they are unlikely to proceed to respiratory failure or tension pneumothorax, and generally resolve spontaneously. 

• This approach is most appropriate if :• The estimated size of the pneumothorax is small ( <50% of the 

volume of the hemithorax),• There is no breathlessness, • And there is no underlying lung disease.

• Admission to hospital is often not required, as long as clear instructions are given to return to hospital if there are worsening symptoms. 

• Further investigations may be performed as an outpatient, at which time X-rays are repeated to confirm improvement, and advice given with regard to preventing recurrence.

Conservative Management• Estimated rates of resorption are between 1.25% 

and 2.2% the volume of the cavity per day. This would mean that even a complete pneumothorax would spontaneously resolve over a period of about 6 weeks.

• Secondary pneumothoraces are only treated conservatively if the size is very small (1 cm or less air rim) and there are limited symptoms. 

• Admission to the hospital is usually recommended. • Oxygen given at a high flow rate may accelerate 

resorption as much as fourfold.

Aspiration• In a large PSP (>50%), or in a PSP associated with breathlessness, 

some professional guidelines recommend that reducing the size by aspiration is equally effective as the insertion of a chest tube. 

• After local anesthesia a needle connected to a three-way tap; is inserted and up to 2.5 liters of air (in adults) are removed. If on follow up xray there is significant improvement, further treatment can be conservative. 

• This approach is effective in > 50% of cases. • Aspiration may also be considered in secondary pneumothorax of 

moderate size (air rim 1–2 cm) without breathlessness.• But patients should be hospitalized for observation.• American professional guidelines state that all large 

pneumothoraces - even those due to PSP - should be treated with a chest tube. 

• Moderately sized iatrogenic traumatic pneumothoraces (due to medical procedures) may initially be treated with aspiration.

Chest Tube or Intercostal Drain• It is the most definitive initial treatment of a pneumothorax. • These are typically inserted in Axilla usually due to less possible damage to 

internal organs. • Local Anaesthesia• Two types of tubes may be used. In spontaneous pneumothorax, small-bore 

and traumatic pneumothorax, larger tubes.• Chest tubes are connected to a one-way valve system that allows air to escape, 

but not to re-enter, the chest. • Water seal bottle • They are not normally connected to a negative pressure circuit, as this would 

result in rapid re-expansion of the lung and a risk of pulmonary edema ("re-expansion pulmonary edema"). 

• The tube is left in place until no air is seen to escape from it for a period of time, and X-rays confirm re-expansion of the lung.

• If after 2–4 days there is still evidence of an air leak, various options are available like attaching to Negative pressure suction devices. 

• Failing this, surgery may be required, especially in SSP.[3]

Pleurodesis & Surgery• Pleurodesis is a procedure that permanently obliterates the pleural space 

and attaches the lung to the chest wall. The best results are achieved with a thoracotomy, with identification of any source of air leakage and stapling of blebs, followed by pleurectomy (stripping of the pleural lining) of the outer pleural layer and pleural abrasion (scraping of the pleura) of the inner layer. During the healing process, the lung adheres to the chest wall, effectively obliterating the pleural space. Recurrence rates are approximately 1%.

• A less invasive approach is thoracoscopy. • It may also be used to achieve chemical pleurodesis; this involves 

insufflation of  talc , which activates an inflammatory reaction that causes the lung to adhere to the chest wall.

• If a chest tube is already in place, various agents may be instilled through the tube to achieve chemical pleurodesis, such as talc, tetracycline,minocycline or doxycycline.

• Results of chemical pleurodesis tend to be worse than when using surgical approaches.

After Care• Smoking cessation• Off from work for one week after spontaneous 

pneumothorax. • If the person normally performs heavy manual labor, several 

weeks may be required. • Those who have undergone pleurodesis may need two to 

three weeks off work to recover.• Air travel is discouraged for up to seven days after complete 

resolution of a pneumothorax if recurrence does not occur.• Underwater diving is considered unsafe after an episode of 

pneumothorax unless a preventative procedure has been performed. 

• Aircraft pilots may also require assessment for surgery.[3]

Prognosis of Pneumothorax

• It depends upon the extent and type of pneumothorax. A small spontaneous pneumothorax will generally resolve on its own without treatment. 

• A secondary pneumothorax associated with underlying disease, even when small, is much more serious and carries a 15% mortality (death) rate. 

• A secondary pneumothorax requires urgent and immediate treatment. 

• Having one pneumothorax increases the risk of developing the condition again. 

• The recurrence rate for both primary and secondary pneumothorax is about 40%; most recurrences occur within 1.5 to two years.

Prevention • A preventative procedure (thoracotomy or thoracoscopy 

with pleurodesis) may be recommended after an episode of pneumothorax, with the intention to prevent recurrence. 

• Not all episodes of pneumothorax require such interventions; the decision depends largely on estimation of the risk of recurrence. 

• These procedures are often recommended after the occurrence of a second pneumothorax.

• Surgery may need to be considered if someone has experienced pneumothorax on both sides ("bilateral"), sequential episodes that involve both sides, or if an episode was associated with pregnancy.

Complications • Many people who have had one pneumothorax can have another, usually within one to two years of the first. 

• Air may sometimes continue to leak if the opening in the lung won't close. 

• Surgery may eventually be needed to close the air leak.

Thank You 

• Pleurodesis• Pleurodesis is a procedure that adheres the outside of the lung to 

the inside of the chest cavity to prevent the lung from collapsing again.  If you have a persistent leak and/or have had a pneumothorax previously, your doctor may ask you to consider pleurodesis as a preventative measure.  Although pleurodesis isn't a foolproof remedy against future pneumothoraces, it generally diminishes their likelihood.  Also, if you do have a pneumothorax after you’ve had pleurodesis, the collapse is more likely to be partial, and intervention may not be required.  The procedure may be done by a number of different techniques.

• Mechanical Pleurodesis• The pleura is a membrane which envelopes the lung adjacent to the chest well.  A mechanical pleurodesis is 

performed manually by a surgeon who gently strokes the pleura with a piece of gauze.  Mechanical pleurodesis roughens up the pleura so that when the abrasion heals, the lung adheres to the chest wall.  Sometimes the procedure is done in combination with some type of chemical pleurodesis, such as talc (below).  In general, LAM experts prefer mechanical pleurodesis without talc for patients with LAM since lung transplantation can be more difficult after talc or pleurectomy.

• Chemical Pleurodesis• A chemical pleurodesis involves instilling a chemical irritant into the pleural space, which causes adhesion 

between the chest wall and the lining of the lung.  Chemical pleurodesis can be done either through a chest tube, while you’re awake in a hospital room, or it can be done under general anesthesia via surgery.  Sometimes a combination of chemical and mechanical pleurodesis is used.

Talc pleurodesis: One of the most common methods of chemical pleurodesis is performed using surgical talc and a chest tube.  In fact, if a patient already has a chest tube in place, a talc procedure is often recommended.  When the air has been expelled, a talc slurry is instilled through the chest tube into the chest cavity.  Alternatively, during surgery, talc can be blown into the chest cavity using a bulb syringe, a method called talc poudrage. The talc acts as a sclerosing agent, that is, something that causes the pleura lining of the lung and the pleura lining of the chest wall to stick together.  Suction is used after this procedure to remove any remaining air in the pleural space.  Talc pleurodesis or poudrage often produces a burning sensation in the chest as the area heals, but this procedure tends to be very effective, and it’s also less expensive than surgery.

• Other Chemicals: In addition to talc, other chemical irritants such as doxycycline can be used.

• Pleurectomy• If pleurodesis doesn’t work or if you have recurrent pneumothoraces, you may be a candidate for a pleurectomy.  This surgery 

involves stripping off pleura from the inside of the chest wall to promote the fusion of the lung and the chest wall.• Surgery• To perform the procedures just mentioned most doctors use one of the following two procedures to gain access to your lungs.

Thoracotomy

This is a general term for open-chest surgery, a type of surgery that is used for many reasons and procedures.  While the patient is under general anesthesia, the surgeon makes an incision that runs approximately from the front to the back (by the shoulder blades) of the chest in between two ribs.  This incision allows the doctor access to the lung.  A thoracotomy is used for mechanical pleurodesis, for some chemical pleurodesis procedures, and for pleurectomy. Thoracoscopy (below) is a more modern approach to pleurodesis, and thoracotomy should only rarely be necessary for pleurodesis. A patient usually requires about a week long stay in the hospital after a thoracotomy, but full recovery can take several months.  During recovery, the patient should practice deep-breathing techniques to help prevent pneumonia.  And, as with any surgery, bleeding and infection are always risks.  Remember, too, to take whatever pain medications you require.

Thoracoscopy or VATS

Video-assisted thorascopic surgery (VATS) is performed using a tiny fiber-optic camera (called a thorascope) and is a much less invasive procedure than a thoracotomy.   Instead of using one large incision to gain access to the chest, one or more small finger-sized incisions, or ports, are made in your side and used to insert the scope and other surgical instruments.  The thorascope transmits images of the inside of your chest onto a video monitor, guiding the surgeon in maneuvering the instruments to complete the procedure.  These smaller incisions, unlike a larger surgical incision, typically result in less pain and faster recovery time.  For these reasons, VATS has become the preferred method for surgical lung biopsies and other lung surgeries.

• Recovery From Treatments• Try to stay ahead of pain after any of these procedures.  When your doctors offer you pain medications, take them if you need them.  It’s much more difficult 

to stop pain after it has become intense than it is to prevent pain in the first place.  Suffering needlessly isn’t heroic.  You may be in a significant amount of pain for a few days but, after the first few days, your pain should be manageable.  The pain and discomfort generally continue to decrease over a few weeks. 

You may also experience shortness of breath and fatigue for a week or two following your release from the hospital and you may need a month or more of rest before you’re able to return to work.  Don’t push yourself.  You don’t want to risk another lung collapse by not recuperating sufficiently.  Although it may take several weeks to fully recover, you’ll probably be able to resume some of your regular activities more quickly. However, be certain that all of your pain is gone and your reaction times are back to normal before you drive again

Once the healing is complete, there are usually no residual effects.  Your breathing, however, may feel strange at first, as if something has changed.  Unfortunately, some discomfort or a pulling sensation in the chest area can continue for months after pleurodesis.

• Tips For An Easier Recuperation• Sleep in a recliner for a few days or even a couple of weeks.  The semi-upright position may help lessen the pain as trying to raise the upper part of your 

body to get out of bed can be painful.• Buy a bra that is larger than your usual size.  You’ll probably need support a few days after pleurodesis, but your chest may be a bit too swollen from the 

procedure for your regular bra to fit.• Don’t lift heavy objects until your doctor allows you to do so.• Transplant After Pleurodesis• Many women have been told that lung transplantation after pleurodesis is impossible.  While that may have previously been the case, it’s no longer true.  

Many women with LAM, collectively having had every type of pleurodesis, have undergone successful lung transplants.  However, transplant surgery is more complicated if you’ve had one of these procedures.

While pleurodesis no longer rules out transplant, a lung that has been adhered to the chest wall is more difficult to remove and removing it therefore, takes more time.  The longer a surgery—any surgery—takes, the longer you’re under anesthesia and, in this case, the greater your risk of excessive bleeding.

To increase your chances of a successful transplant, your surgeon may suggest a single-lung transplant, transplanting only the lung that has not undergone pleurodesis.  Whatever decision you and your surgeon reach, be assured that your welfare will always be of paramount importance.