猪模型中甲状腺和甲状旁腺手术中手术能量装置的电生理和热学安全参数研究

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October 13th, 2022

DOI :

10.3791/63732-v

October 13th, 2022

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Hsin-Yi Tseng¹, Tzu-Yen Huang¹, Jia Joanna Wang¹^,², Yi-Chu Lin¹, I-Cheng Lu³, Feng-Yu Chiang⁴, Gianlorenzo Dionigi⁵^,⁶, Gregory W. Randolph⁷, Che-Wei Wu¹^,⁸

¹Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, International Thyroid Surgery Center, Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University, ²Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital, Kaohsiung Medical University, ³Department of Anesthesiology, Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital, Kaohsiung Medical University, ⁴Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, E-Da Hospital, I-Shou University, ⁵Division of General Surgery, Endocrine Surgery Section, Istituto Auxologico Italiano (IRCCS), ⁶Department of Pathophysiology and Transplantation, Faculty of Medicine and Surgery, University of Milan, ⁷Division of Thyroid and Parathyroid Endocrine Surgery, Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Massachusetts Eye and Ear Infirmary, Harvard Medical School, ⁸Center for Liquid Biopsy and Cohort Research, and Faculty of Medicine, College of Medicine, Kaohsiung Medical University

副本

近年来，手术能量装置在甲状腺和甲状旁腺手术中被广泛使用。除止血外，它们还用于切割、抓取和分割组织。然而，设备产生的热量可能会对喉返神经造成热损伤。

因此，有必要鉴定和量化手术中常用的该设备可能的热效应。不建议使用新开发的手术能量装置在人体上反复试验验证安全参数。相比之下，动物实验具有显着优势。

应用手术能量装置的手术情况多种多样，为动物研究中的情景模拟开发的安全参数在临床使用中具有相反的价值。随着技术的进步，新开发的设备将继续出现。实验方法可以在外科医生首次临床应用之前评估设备的优势和局限性。

因此，我们提出该协议，为研究人员提供结构设计，专用材料和标准化程序，以使在自己的实验室中重现参数成为可能。首先，选择三到四个月大，体重18到30公斤的杜洛克-长白猪。麻醉后，在胸骨上方1厘米处的皮肤上做一个15厘米长的横向宫颈切口。

通过中线入路分离带肌，然后横向缩回以观察甲状腺软骨、环状软骨、气管环和甲状腺。然后，双侧解剖胸锁乳突肌。沿喉返神经和迷走神经双侧暴露和解剖。

首先，将接地电极安装在手术切口伤口外。然后，在迷走神经的一侧安装2.0毫米自动周期性刺激或APS电极。通过互连盒将所有电极连接到监控系统，并确保电极连接正确。

找到迷走神经APS刺激“柱，并将刺激电流设置为1.0毫安。单击基线。一个名为“建立APS基线”的新窗口将出现在屏幕右侧。

输入会话标题和会话注释。选择要测试的通道，系统在其上自动开始测量20次。自动计算并显示基线幅度和延迟。

点击接受“如果基线正确。单击迷走神经APS Stim“列中的快进图标以开始测试。每次电生理学实验后，单击脉冲图标停止记录。

选择“报告”页面并设置报告输出格式以保存文件。接下来，将手术装置或 SED 应用于距离 RLN 5 毫米的软组织，并激活装置。观察肌电图的变化，并在相同的激活距离下操作三次，除非肌电图振幅发生实质性变化。

然后，将 SED 应用于距离 RLN 2 毫米的软组织并激活 SED。重复此步骤，将 SED 放置在距离 RLN 1 毫米处。如果在这些步骤中观察到肌电图振幅显着降低，请停止实验并连续记录实时肌电图20至60分钟，以确定损伤是否可逆，并将结果记录为表格。

对于冷却时间测试，将单次 SED 激活应用于 SCM 肌肉。用 SED 的尖端触摸 RLN。等待和冷却五秒钟后，观察肌电图的变化。

重复测试两秒钟的冷却时间，同时观察肌电图振幅的变化。通过将单次 SED 激活应用于 SCM 肌肉来继续 MTM 测试，仅一秒钟。用 SCM 的另一个位置快速接触 SED 的激活表面。

MTM 之后，立即用 SED 的尖端触摸 RLN。再次，将单次 SED 激活应用于 SCM 肌肉。立即，用没有 MTM 的 SED 尖端触摸 RLN。

如果观察到肌电图振幅大幅下降，请停止RLN实验，并连续监测实时肌电图反应至少20分钟，以确定RLN损伤是否可逆。将相机放置在距目标组织50厘米处，与实验台成60度角。使用 5 mm 作为 SED 激活的标准带肌厚度。

用干纱布擦拭猪带肌肉表面。使用 SED 抓住刀片全长处的带子肌肉。单次激活后，观察测量过程中屏幕上显示的最高温度。

测量单次激活后 60 摄氏度等温管线的叶片长度和横向热扩散。当屏幕上的最高温度超过60摄氏度时，记录屏幕上的任何烟雾和飞溅，并在不同区域重复五次测量。使用 SED 用刀片前三分之一长度抓住带肌后重复这些步骤，并在不同区域进行五次测量。

对于潮湿环境任务，在 SED 激活之前将猪带肌肉浸泡在无菌水中三秒钟。对于不同区域，通过使用 SED 抓住刀片全长和前三分之一长度的带肌来评估横向热扩散、烟雾和飞溅。将整个刀片放在带子肌肉上单次激活 SED 后，开始记录冷却时间，直到屏幕上的最高温度低于 60 摄氏度。

在不同区域重复五次测量。将整个刀片放在带肌上单次激活 SED 后，用带肌的另一个位置快速接触 SED 的激活表面。在刀片打开的情况下从带子肌肉离开 SED 后立即记录其温度。

完成此步骤后，开始记录冷却时间，直到屏幕上的最高温度低于60摄氏度。以表格形式显示电生理和热成像安全参数，并标记烟雾和飞溅。使用该协议，在不同距离的RLN上从近端到远端段进行了电生理激活测试，并在研究期间监测了EMG信号。

还对RLN进行了电生理冷却研究。在干燥环境下进行的全叶片热成像活化试验表明，活化过程中最高活化温度超过60摄氏度。在干燥环境中进行三分之一的刀片测试期间，观察到激活后飞溅。

与干燥环境相比，潮湿环境中的整个叶片测试显示出更明显的横向热扩散。而在三分之一的叶片测试中，与干燥环境相比，烟雾更明显。本研究评估了电生理和热成像安全参数，并以表格形式表示。

电生理学研究建立了神经损伤的关键参数，热成像研究建立了热损伤风险的预防参数。通过参数的解释，外科医生可以在常规手术步骤中保持足够的安全距离和冷却时间。另一方面，热成像研究可以应用于能量装置产生的各种激活环境，例如热扩散、烟雾或波浪喷雾。

本研究还有助于评估与能量装置刀片的不同夹紧长度相对应的风险。我们希望该提案和模型将为研究人员，制造商和外科医生提供最佳机会来研究热效应并定义每个新开发的能源设备的安全参数，以避免甲状腺和甲状旁腺手术期间的喉返神经热损伤。

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188 SED EP TG

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