胆石症に対する十二指腸鏡検査、胆管鏡検査、腹腔鏡検査の動物訓練モデルの確立

要約

ここでは、マルチスコピー複合技術における若手医師の習熟度と理解力を高めるためのマルチスコピー複合動物訓練モデルを確立するためのプロトコルを紹介します。

要約

胆石症は、胆嚢および/または胆管に結石が形成されることを特徴とする状態です。十二指腸内視鏡検査、腹腔鏡検査、および胆石鏡検査の技術を上手に使用することは、胆石症の管理において極めて重要な役割を果たします。若手医師のマルチエンドスコープ技術への応用能力を高めるため、生きたブタモデルを用いた十二指腸内視鏡、総胆管鏡、腹腔鏡の学習モデルを確立した。当初、十二指腸鏡は、口、食道、胃を通り抜けて十二指腸にアクセスし、十二指腸乳頭を観察するために使用されていました。続いて、チューブを総胆管に挿入し、続いてガイドワイヤーを配置しました。その後、トロカールを挿入して気腹を確立し、腹腔鏡下胆嚢摘出術の実施を促進しました。総胆管を探査し、その中に見つかったガイドワイヤーを回収して開きました。次に、胆汁鏡を使用して、遠位総胆管と肝内胆管の両方を探索しました。最後に、十二指腸内視鏡検査のガイダンスの下で、総胆管の一次縫合糸閉鎖の前に、鼻胆道チューブまたはプラスチック胆道ステント留置が行われました。マルチスコピー複合動物モデルを確立することで、若い医師のマルチスコピー複合技術に対する実践経験の習熟度をさらに高めることができます。

概要

胆石症は消化器系の一般的な病気であり、胆嚢および/または胆管に結石が形成されることを特徴としています。成人における胆石の発生率は 10% から 20% の間であると推定されています^1,2、患者の約 5% から 15% も胆道結石症または肝結石症を経験しています。胆管結石症は、急性胆管炎や胆道性膵炎などの重篤な合併症を引き起こす可能性があります。

総胆管結石(CBDS)は、胆嚢からの移動によって発生することがよくありますが、胆管に直接発生するものもあります。共存する総胆管結石は、症候性胆嚢結石の患者の3%〜16%に見られます^3,4。胆石症2021年のエビデンスに基づく臨床診療ガイドラインによると、胆嚢結石を伴うCBDには、内視鏡的CBD除去と外科的胆嚢摘出術、および外科的CBD除去と胆嚢摘出術が推奨されています^5,6。低侵襲で迅速な回復のために、内視鏡的逆行性胆管造影法 (ERCP) と腹腔鏡下胆嚢摘出術 (LC) または腹腔鏡下総胆管探索 T 管胆管切除術 (LCBDE) と LC が通常の管理です。これらの治療には、腹腔鏡法と組み合わせたERCP技術、または胆汁検査法と組み合わせた腹腔鏡技術などのマルチスコピー複合技術を使用する必要があります。これらの技術は現在、主に治療手順であり、経験が不足していると有害事象のリスクが高くなります^7,8。したがって、マルチスコピーを組み合わせた技術のトレーニングと教育は重要性を増しています⁹。しかし、現在、マルチスコピーを組み合わせたテクニックをトレーニングし、教えるための良いモデルはありません。

ここでは、生きたブタモデルを使用した十二指腸内視鏡検査、胆道鏡検査、腹腔鏡検査を含むマルチスコピー複合技術のトレーニングプロトコルを紹介します。 マルチスコピー複合動物モデルの確立は、実践的な経験を通じて、若い医師のマルチスコピー複合技術の習熟度と理解を高めることができます。これは、この分野での全体的なスキル開発と理解に貢献します。

プロトコル

生きたブタの実験手順は、国際ルールに従って行われ、動物管理委員会(WebLab020-FY202403)によって承認されました。

1. モデルの準備

1. ミニブタを12時間の絶食期間にさらし、手順の朝に飲料水へのアクセスを差し控えます。.
2. 気管内挿管を行い、0.5〜2%のイソフルランを1:1の比率で酸素と5〜10mL / kg / minの流量で供給して全身麻酔を開始します。豚の目をフィルムドレッシングで閉じたままにしてください。
   注:体性運動反応は、麻酔の深さを評価するために使用されます。この評価は、手術中にブタが無反応を示し、心拍数と呼吸の両方が安定している場合に適切であると見なされます。
3. 実験のために、ブタを手術台の上に仰臥位で配置します。
4. 心電図モニターを使用して、心拍数と酸素飽和度を監視します。
5. 腹部の皮膚をヨードフォアで滅菌し、滅菌タオルで覆います。

2. ERCP手順(図1)

1. 十二指腸鏡は、イメージングシステムとその機能(ウォータードロー、CO₂ インテーク、吸引機能など)と組み合わせてチェックします。
2. 十二指腸鏡を持って口に挿入し、食道を通過して胃腔に入ります(図1A、B)。
3. 幽門を通って(図1C)十二指腸に移動し、十二指腸乳頭を観察します(図1D)。
   注:通常、幽門筋は肥大しており、十二指腸乳頭の位置は幽門の近くにあるため、幽門を通過するのは難しく、滑りやすいです。十二指腸鏡を保持し制御する人は、この手順について十分な訓練を受けている必要があります。
4. 胆道ガイドワイヤー付きの括約筋切開術を使用して、十二指腸乳頭をカニューレに挿入します(図1E)。
5. 総胆管(CBD)をガイドワイヤーでカニューレし、CBDに保持します(図1F)。

3. 気腹の確立

1. 臍の上の皮膚を10mm切開し、次に2つのタオル鉗子を使用して、切開部の両側の皮膚をクランプして持ち上げます。切開部から腹腔内にVeress針を挿入します。
   1. 失敗した場合は、腹壁を層ごとに深く切開して腹腔に到達します。
2. Veress針(炭酸ガスポンプに接続)に炭酸ガスを注入し、気腹圧を12mmHgに保ちます。

4.トロカールの配置

1. 観察ポートを臍の近くに配置して、腹腔の包括的な探索を容易にします。
2. 皮膚を切開した後、剣状突起の約2cm下に12mmのトロカールを挿入します。
3. 皮膚を切開した後、右鎖骨中央線の肋骨縁から約2cm下に5mmのトロカールを挿入します。
4. 皮膚を切開した後、右前腋窩線の肋骨縁から2cm下に5mmのトロカールを挿入します。
   注意: 腹壁に付着する可能性のある腸を損傷しないように注意する必要があります。

5. LC手順(図2)

1. 胃クランプで胆嚢を露出させるために、肝葉を押さえます。
2. 胆嚢膨大部をつかみ、別のクランプで胆嚢の三角形を露出させます。
3. 嚢胞管と嚢胞動脈を注意深く解剖します。次に、結紮して切断します(図2B)。
4. 胆嚢を肝臓の後ろから完全に取り除かれるまでそっと取り外します(図2A)。

6. LCBDEの手順(図3)

1. 胃のクランプによってCBDの位置を露出させるために、肝臓の葉を押さえます。
2. 電気フックを使用して、CBDを完全に解離するまで分離します(図3A)。
3. CBDを縦方向に解剖して、CBDのガイドワイヤーを露出させます(図3B)。
4. 胆汁鏡を使用して、CBDと十二指腸乳頭の下部を下向きに探索し(図3C、E)、総肝管と肝内胆管を上向きに探索します(図3D、F)。
   注:残存石が存在する場合は、内視鏡バスケット抽出を行うことがあります。CBDの直径に応じて、最適な管理のためにプライマリクロージャーまたはTチューブの配置を検討してください。

7. 術後

1. 腹部の切開部を縫合し、麻酔下で20mLの塩化カリウム注射で豚を安楽死させます。

結果

マルチスコピー複合技術のトレーニングプロトコルは、35 kgの雌の家畜化されたミニブタで実施されました。ブタに麻酔をかけ、モニターした後、腹部の皮膚を滅菌し、タオルで覆いました。十二指腸鏡を口に挿入し、食道を通過して胃腔内(図1A、B)し、幽門(図1C)を通って十二指腸に誘導され、そこで十二指腸乳頭(図1D)を観察することができました。CBDは、括約筋切開とガイドワイヤーで選択的にカニューレ挿入され(図1E)、その後、所定の位置に保持されました(図1F)。気腹の確立とトロカールの留置に続いて、腹腔鏡下胆嚢摘出術が行われました(図2)。CBDを電動フックで分離し(図3A)、ガイドワイヤーを露出させて縦方向に解剖しました(図3B)。CBD全体と肝内胆管を胆汁鏡を使用して調査しました(図3C-F)。その後、機器の取り外しと切開部の縫合の前に、一次閉鎖が行われました。最後に、麻酔下で、ブタの安楽死が起こりました。

この手順は5頭の豚で行いました。最初は、1頭の豚でこの手順を実行し、成功した結果が得られました。その後、20人の研修生を集めてプロトコールと手順のビデオを発表し、さらに4頭の豚のトレーニングを行いました。この研修生のうち、4名の経験豊富なERCPプラクティショナーが30分以内にERCPの手続きを無事に完了しました。対照的に、ERCPの経験がほとんどまたはまったくない8人の研修生は、最初の30分間の時間枠で困難に直面しました。しかし、そのうちの4人は、その後の30分間にチューターの支援を受けて、2、3回の試行を経てERCPの手続きを完了することができました。さらに、4人の研修生がLC手順を成功裏に実行し、他の4人の研修生は30分でLCBDE手順を完了しました。したがって、合計4つの研修生グループがプロトコルを成功裏に完了しました(表1)。

図1:ERCPの手順(A)胃の噴門。(B)胃の湾曲が小さい。(C)幽門。(D)十二指腸乳頭。(E)十二指腸乳頭をカニューレにするための胆道ガイドワイヤーを備えた括約筋切開術。(F)総胆管(CBD)を選択的にカニューレした後、ガイドワイヤーを総胆管に保持した。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:LCの手順。 (A)胆嚢は肝臓の後ろから分離されています。(B)嚢胞管をクリップします。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:LCBDEの手順: (A)CBDを分離します。(B)CBDを縦方向に解剖してガイドワイヤーを露出させました。(C)胆汁顕微鏡を使用して、CBDの下部と十二指腸乳頭を下向きに探索しました。(D)胆汁鏡を使用して、総肝管と肝内胆管を上向きに探索しました。(E)CBDの下部。(F)肺門胆管。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

形容		研修生数	プロシージャ
ERCP手順を30分で成功裏に完了		4	ERCPの
最初の30分で困難を抱えた未経験の研修生			ERCPの
未経験者は、その後の30分間にチューターの支援を受けて2〜3回の試行後に困難を経験しました		4	ERCPの
経験が豊富で、その後の30分間にチューターの支援を受けて2〜3回の試行後に無事に完了しました		4	ERCPの
LC手順を30分で成功裏に完了		4	LCの
LCBDE 手順を 30 分で成功裏に完了		4	LCBDEの
研修生総数		20

表1:トレーニングプログラムの代表的なデータ。

ディスカッション

胆石症は、管理に課題をもたらす一般的で再発性の疾患です。技術の進歩に伴い、低侵襲技術、特にマルチスコピー併用技術が胆石症の治療にますます利用されるようになりました。(1)胆嚢結石の有無にかかわらず、1cm未満のCBDの場合、乳首機能を維持するためにゆっくりとバルーン拡張を行うERCPを使用して結石を除去することをお勧めします。(2) 胆嚢結石の有無にかかわらず、1 cm を超える CBD の場合、LC の有無にかかわらず、LC の有無にかかわらず、Nipply-Preserving ERCP の下でゆっくりとバルーン拡張した後、電気油圧式砕石術または砕石バスケットを使用して結石を除去することをお勧めします。あるいは、LCの有無にかかわらず、LCBDEを介して石を除去することができます。ERCPの下での胆道ステント留置とLCおよびTチューブなしのLCBDEを組み合わせることも実行可能なオプションです。(3)肝内胆管結石の場合、治療アプローチには、結石の状況と分布に応じて、腹腔鏡下肝切除術または経皮的経肝胆管鏡検査が含まれる場合があります。腹腔鏡検査または十二指腸鏡検査のいずれかを使用した単一の治療では、胆嚢結石やCBD結石の患者に最適な効果が得られないことがよくあります。マルチスコピーの併用により、胆石症の低侵襲治療に革命的な変化がもたらされました¹⁰.Lv et ^al.11 は、胆嚢結石症と胆道結石症を併発する三眼鏡的アプローチが安全で効果的であり、入院期間の短縮とコストの削減につながることを示しました。十二指腸鏡検査、腹腔鏡検査、および総胆石鏡検査の技術に熟練したスキルが胆石症の治療に重要な役割を果たすことは明らかです。経験不足は有害事象のリスクを高める可能性があるため、トレーニングと教育が重要になっているようです。従来、ERCP技術はコンピュータ化されたシミュレータ¹² または ex vivo¹³ のトレーニングモデルを使用して訓練されてきたが、腹腔鏡の技術はドライボックス¹⁴ または ex vivo ボックス¹⁵ の方法によって開発されてきた。ただし、これらのトレーニング モデルは、ERCP と腹腔鏡技術の両方の利点を効果的に統合できないことがよくあります。したがって、マルチスコピートレーニングのための組み合わせ技術を容易にする新しいトレーニングモデルが緊急に必要とされています。

私たちは、複合マルチスコピー技術のトレーニングのための生きたブタモデルを開発しました。代表的な結果は、このモデルが有効であることを示しています(表1)。ERCP、腹腔鏡手術、胆道鏡検査などの技術はすべて、このモデルを使用して効果的にトレーニングできます。このモデルには、いくつかのユニークな利点があります。まず、人間の生理学的および解剖学的構造のシミュレーションに有益です。例えば、十二指腸内視鏡検査のトレーニングのための生理学的消化管の現実的なシミュレーションを提供するとともに、腹腔鏡技術を用いた出血管理や胆道縫合の練習の機会を提供する¹⁶。ブタモデルは、初心者の医師に貴重なトレーニング環境を提供します。第二に、このブタモデルはハイブリッド技術のトレーニングを容易にします。十二指腸鏡検査が失敗したことが判明した場合は、代わりに胃鏡を十二指腸に挿入できます。次に、腹腔鏡ガイドワイヤーを嚢胞管を介して総胆管に導入し、続いて乳頭を介して十二指腸に進めることができます。胃鏡指導下での観察に続いて、鉗子を使用してガイドワイヤーをつかみ、口から操作してから、十二指腸鏡に戻り、意図した経路に沿ってワイヤーを十二指腸にナビゲートすることができます。さらに、このモデルは、チームメンバー間の緊密な協力を必要とすることにより、トレーニングセッション中のチームワークを強調します。これにより、若手医師のチームワークの精神が育まれ、コミュニケーション能力が向上します。最後に、このトレーニングモデルは、外傷の軽減を優先することにより、低侵襲手術の特性を具現化しています。これは、低侵襲手術の実践における若い医師の理解と習熟度を高めることを目的としています。

倫理的な配慮のために、我々は、そのサイズと解剖学的構造が人間のものに酷似していることから、訓練モデルとして生きたブタを選択した¹⁷。その実質的なサイズは、人間のアプリケーション用に設計されたすべての機器と装置の使用を可能にします。さらに、その解剖学的特徴は、若い医師が十二指腸内視鏡検査のコントロールを実践するための貴重な機会を提供します。既存の動物モデルの中で、ブタはマルチスコピー技術のトレーニングに独自に適しています。手術中、疼痛管理戦略は採用されませんでした。その結果、ブタは無反応性を示し、心拍数と呼吸の両方が処置全体を通して安定したままでした。安楽死プロセスは、麻酔下で20mLの塩化カリウムを注射することにより、迅速かつ効果的に行われました。

ただし、このブタモデルにはいくつかの制限があります。まず、関連するコストが高くなります。このモデルの主な費用は、豚の調達、および必要な機器や装置から発生し、それがその広範な採用を妨げる可能性があります。第二に、豚は単回使用のみを目的としています。生理学的条件下で行われる in vivo 実験と胆道系への操作上の損傷により、ブタをさらなる研究に利用することは困難です。その結果、実験コストの増加にも寄与します。さらに、このブタモデルは胆石症モデルを正確に表していません。自然に発生する胆石症の豚を見つけることは、重大な困難をもたらします。さらに、人工胆石症ブタモデルを作成することは、動物管理委員会の規則により許可されない場合があります。それにもかかわらず、それは適切なサイズと人間の生理学的および解剖学的構造との類似性のために、胆石症のマルチスコピーでのトレーニングに理想的なモデルであることに変わりはありません。胆管に結石がない場合でも、胆石症のトレーニング治療手順を効果的に実行できます。

このモデルは、将来的には、食肉処理場から供給された腹部の臓器全体を利用し、ウェットボックス内の人工循環システムによって支えられ、生理学的および解剖学的条件をシミュレートすることで改善される可能性があります。このアプローチは、より費用対効果が高いと予想されています。技術と人工知能¹⁸の進歩により、仮想現実または拡張現実^19,20を使用して、マルチ内視鏡トレーニング人工シミュレータを作成することが可能です。この開発は、現行モデルが抱えていた再利用不可の問題を根本から変えるものです。

胆石症の治療におけるマルチスコピー複合技術トレーニングのモデルは、革新的で実践的な教授法です。若手医師のマルチスコピー併用技術の習熟度や応用能力の向上に役立ちます。この方法は、医療専門家が胆石症の治療スキルを向上させるための貴重な実践的な経験を提供します。

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anesthesia machine	Mindray	WATO EX-20
Choledochoscope	OLMPLUS	CHF-V2
Duodenoscopy	OLMPLUS	TJF-260V
Electric hook	OLMPLUS	A6292
Electrocardiogram monitor	Mindray	iMEC12
Electrocoagulation system	OLMPLUS	ESG-400/USG-400
Guidewire	OLMPLUS	G-240-3527A
Laparoscopic gastric forceps	OLMPLUS	WA64130L
Laparoscopic needle holder	OLMPLUS	WA64700A
Laparoscopic separation forceps	OLMPLUS	WA64320A
Laparoscopy	OLMPLUS	OTV-S400
Sphincterotome	OLMPLUS	KD-V431M-0720
Trocar (5.5 mm, 12 mm)	OLMPLUS	5.5-A5809/12-A5859
Ultrasonic scalpel and equipment	OLMPLUS	TB-0520FCS/TD-TB400
Veress needle	OLMPLUS	SD-301
Vicryl Plus 5-0	ETHICON	VCP433H
Video recording system	OLMPLUS	IMH-20