담석증을 위한 십이지장검사, 담관검사, 복강경 검사의 동물훈련모델 구축

요약

여기에서는 다중 검사법 결합 기술에 대한 젊은 의사의 숙련도와 이해도를 높이기 위해 다중 검사법 결합 동물 훈련 모델을 구축하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

초록

담석증은 담낭 및/또는 담관에 결석이 형성되는 것을 특징으로 하는 질환입니다. 십이지장 내시경 검사, 복강경 검사 및 담즙경 검사 기술의 능숙한 사용은 담석증을 관리하는 데 중추적인 역할을 합니다. 다중내시경 기술 응용에 대한 젊은 의사의 숙련도를 높이기 위해 살아있는 돼지 모델을 사용하여 십이지장내시경, 담즙경 및 복강경 검사를 위한 교육 모델을 수립했습니다. 처음에는 십이지장 내시경을 사용하여 입, 식도 및 위를 통해 십이지장에 접근하여 십이지장 유두를 관찰했습니다. 그 후, 튜브를 총담관에 삽입한 다음 가이드 와이어를 배치했습니다. 이후 폐복막을 확립하고 복강경 담낭 절제술의 수행을 용이하게 하기 위해 투관침을 삽입했습니다. 총담관을 탐사하여 그 안에서 발견된 가이드 와이어를 회수하여 열었습니다. 그런 다음 담즙경을 사용하여 원위 총담관과 간내 담관을 모두 탐색했습니다. 마지막으로, 십이지장내시경 지침에 따라 비담도관 또는 플라스틱 담즙 스텐트 삽입은 총담관의 1차 봉합사 봉합 전에 이루어졌습니다. 다중 검사법 결합 동물 모델을 구축하면 실제 경험을 통해 다중 검사법 결합 기술에 대한 젊은 의사의 숙련도를 더욱 향상시킬 수 있습니다.

서문

담석증은 소화계의 흔한 질환으로, 담낭 및/또는 담관에 결석이 형성되는 것이 특징입니다. 성인의 담석 발병률은 10%에서 20% 사이로 추정되며^1,2 약 5%에서 15%의 환자가 담석증 또는 간결석증을 경험하고 있습니다. 담즙결석증은 급성 담관염이나 담췌장염과 같은 심각한 합병증을 유발할 수 있습니다.

일반적인 담관 결석(CBDS)은 담낭의 이동으로 인해 발생하는 경우가 많지만 일부는 담관에서 직접 발생할 수 있습니다. 증상이 있는 담낭 결석 환자의 3%-16%에서 공존하는 총담관 결석이 발견됩니다 ^3,4. 담석증 2021에 대한 근거 기반 임상 진료 가이드라인에 따르면 담낭 결석이 있는 CBDS에는 내시경 CBDS 제거와 외과적 담낭 절제술 및 외과적 CBDS 제거와 담낭 절제술이 권장됩니다 ^5,6. 최소 침습적이고 빠른 회복을 위해 내시경 역행성 담관 조영술(ERCP)과 복강경 담낭 절제술(LC) 또는 복강경 총담관 탐사 T-튜브 담즙 절제술(LCBDE) 및 LC가 클리닉의 일반적인 관리입니다. 이러한 치료는 복강경 기술과 결합된 ERCP 기술 또는 담즙경 기술과 결합된 복강경 기술과 같은 다중 내시경 결합 기술을 사용해야 합니다. 이러한 기법은 현재 주로 치료 절차이며, 경험 부족으로 인해 부작용 위험이 높아진다 ^7,8. 따라서 다중 스코피 결합 기술을 교육하고 가르치는 것이 중요해졌습니다⁹. 그러나 현재 다중 검사 결합 기술을 교육하고 교육할 수 있는 좋은 모델은 없습니다.

여기에서는 살아있는 돼지 모델을 사용하여 십이지장 내시경 검사, 담관 내시경 검사 및 복강경 검사를 포함하는 다중 검사 결합 기술에 대한 교육 프로토콜을 제시합니다. 다중 현미경 결합 동물 모델의 확립은 실습 경험을 통해 다중 현미경 결합 기술에 대한 젊은 의사의 숙련도와 이해도를 향상시킬 수 있습니다. 이것은 이 분야의 전반적인 기술 개발 및 이해에 기여할 것입니다.

프로토콜

살아있는 돼지 실험 절차는 국제 규칙에 따라 수행되었으며 동물 관리 위원회(WebLab020-FY202403)의 승인을 받았습니다.

1. 모델 준비

1. 미니 돼지에게 12시간의 금식 기간을 주고 시술 당일 아침에 식수를 마시지 못하게 합니다.
2. 기관내 삽관을 수행하고 0.5-2% 이소플루란을 5-10mL/kg/분의 유속으로 산소와 1:1 비율로 제공하여 전신 마취를 시작합니다. 필름 드레싱으로 돼지의 눈을 감으십시오.
   참고: 체성 반응은 마취의 깊이를 평가하는 데 사용됩니다. 이 평가는 돼지가 수술 중 심박수와 호흡이 모두 안정적으로 유지되는 동안 무반응을 보일 때 적절한 것으로 간주됩니다.
3. 실험을 위해 돼지를 누운 자세로 수술대에 놓습니다.
4. 심전도 모니터를 사용하여 심박수와 산소 포화도를 모니터링합니다.
5. 요오드로 복부 피부를 살균한 다음 멸균 수건으로 덮습니다.

2. ERCP 절차(그림 1)

1. 이미징 시스템과 함께 십이지장을 확인하고 물 추출, CO₂ 흡입 및 흡입 기능을 포함한 기능을 확인하십시오.
2. 십이지장내시경을 잡고 입에 삽입하고 식도를 통과하여 위강으로 들어갑니다(그림 1A, B).
3. 유문(그림 1C)을 통해 십이지장 유두를 관찰하기 위해 십이지장 유두를 관찰합니다(그림 1D).
   참고: 일반적으로 유문근은 비대성이고 십이지장 유두의 위치가 유문 근처에 있기 때문에 유문을 통과하는 것은 어렵고 쉽게 미끄러지기 쉽습니다. 십이지장내시경을 들고 제어하는 사람은 이 절차에 대해 잘 훈련을 받아야 합니다.
4. 담즙 가이드와이어가 있는 괄약근 절제술을 사용하여 십이지장 유두를 캐뉼레이션합니다(그림 1E).
5. 가이드와이어로 총담관(CBD)을 캐뉼레이트하고 CBD에 유지합니다(그림 1F).

3. 폐복막의 확립

1. 배꼽 위의 피부를 10mm로 절개한 다음 두 개의 수건 집게를 사용하여 절개 부위 양쪽의 피부를 고정하고 들어 올립니다. 절개 부위를 통해 Veress 바늘을 복강에 삽입합니다.
   1. 실패하면 복강에 도달하기 위해 복벽을 층별로 절개합니다.
2. Veress 바늘(이산화탄소 가스 펌프에 연결)을 통해 이산화탄소 가스를 주입하고 12mmHg의 폐복막압을 유지합니다.

4. 투관침 배치

1. 복강에 대한 포괄적인 탐색을 용이하게 하기 위해 관찰 포트를 배꼽 근처에 배치합니다.
2. 피부를 절개한 후 xiphoid 돌기 아래 약 2cm 아래에 12mm 투관침을 삽입합니다.
3. 피부를 절개한 후 오른쪽 쇄골 중간 라인의 늑골 가장자리 약 2cm 아래에 5mm 투관침을 삽입합니다.
4. 피부를 절개한 후 오른쪽 앞쪽 겨드랑이 라인의 늑골 가장자리 아래 2cm 아래에 5mm 투관침을 삽입합니다.
   알림: 복벽에 부착될 수 있는 장이 손상되지 않도록 주의해야 합니다.

5. LC 절차(그림 2)

1. 위 클램프로 담낭을 노출시키기 위해 간엽을 뒤로 잡습니다.
2. 담낭 앰풀라를 잡고 별도의 클램프로 담낭 삼각형을 노출시킵니다.
3. 낭포성 관과 낭포성 동맥을 조심스럽게 절개하십시오. 그런 다음 합자하고 분리합니다(그림 2B).
4. 간 뒤에서 담낭이 완전히 제거될 때까지 부드럽게 분리합니다(그림 2A).

6. LCBDE 절차(그림 3)

1. 위 클램프로 CBD의 위치를 노출시키기 위해 간엽을 뒤로 잡습니다.
2. 전기 후크를 사용하여 완전히 해리될 때까지 CBD를 분리합니다(그림 3A).
3. CBD를 세로로 해부하여 CBD의 가이드 와이어를 노출시킵니다 (그림 3B).
4. 담즙 내시경을 사용하여 CBD와 십이지장 유두의 하부를 아래쪽으로 탐색하고 (그림 3C, E), 일반적인 간관 및 간내 담관을 위쪽으로 탐색합니다 (그림 3D, F).
   참고: 잔여 결석이 있는 경우 내시경 바구니 추출을 수행할 수 있습니다. CBD의 직경에 따라 최적의 관리를 위해 1차 폐쇄 또는 T-튜브 배치를 고려하십시오.

7. 수술 후

1. 절개 부위를 봉합하고 마취 하에 염화칼륨 20mL 주사로 돼지를 안락사시킵니다.

결과

다중 검사 결합 기술에 대한 교육 프로토콜은 35kg의 암컷 가축화된 미니 돼지를 사용하여 수행되었습니다. 돼지를 마취하고 모니터링한 후 복부 피부를 소독하고 수건으로 덮었습니다. 십이지장 내시경을 입에 삽입하고, 식도를 통과하여 위강(그림1A, B)으로 통과하고, 유문(그림 1C)을 통해 십이지장으로 안내하여 십이지장 유두(그림 1D)를 관찰할 수 있었습니다. CBD는 괄약근 절제술과 가이드 와이어로 선택적으로 캐뉼레이션 된 다음 제자리에 유지 (그림 1F)되었습니다. 폐복막을 확립하고 투관침을 삽입한 후 복강경 담낭 절제술이 시행되었습니다(그림 2). CBD는 전기 후크 (그림 3A)로 분리되고 가이드 와이어가 노출 된 상태에서 세로로 해부 되었다 (그림 3B). 전체 CBD와 간내 담관은 담즙경을 사용하여 조사했습니다(그림 3C-F). 그런 다음 장비를 제거하고 절개 부위를 봉합하기 전에 1차 봉합을 수행했습니다. 마침내, 마취 상태에서 돼지를 안락사시켰다.

우리는 5마리의 돼지를 대상으로 이 절차를 수행했습니다. 처음에는 돼지 한 마리에 대해 절차를 수행했으며 성공적인 결과를 얻었습니다. 이후 20명의 교육생을 모아 프로토콜과 절차적 동영상을 발표하고, 추가로 4마리의 돼지를 훈련시켰습니다. 이 연수생 중 4명의 숙련된 ERCP 실무자가 30분 이내에 ERCP 절차를 성공적으로 완료했습니다. 대조적으로, ERCP에 대한 사전 경험이 거의 없거나 전혀 없는 8명의 교육생은 초기 30분 동안 어려움을 겪었습니다. 그러나 그들 중 4명은 이후 30분 동안 튜터의 도움으로 두세 번의 시도 끝에 ERCP 절차를 완료할 수 있었습니다. 또한 4명의 교육생이 LC 절차를 성공적으로 수행했으며 다른 4명의 교육생은 30분 만에 LCBDE 절차를 완료했습니다. 따라서 총 4개의 교육생 그룹이 프로토콜을 성공적으로 완료했습니다(표 1).

그림 1: ERCP의 절차. (A) 위의 심장. (B) 위의 작은 곡률. (C) 유문. (D) 십이지장 유두. (E) 십이지장 유두를 캐뉼레이트하기 위해 담즙 가이드와이어가 있는 괄약근 절제술근. (F) 총담관(CBD)을 선택적으로 캐뉼레이션한 후, 가이드와이어는 총담관에 유지되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: LC의 절차. (A) 담낭은 간 뒤에서 분리되어 있습니다. (B) 낭포성 관을 클립합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: LCBDE의 절차: (a) CBD를 분리합니다. (B) CBD를 세로로 절개하여 가이드 와이어를 노출시켰다. (C) 담즙내시경을 사용하여 CBD의 하부와 십이지장 유두를 아래쪽으로 탐색했습니다. (D) 담즙내시경을 사용하여 총간관과 간내 담관을 위쪽으로 탐색했습니다. (E) CBD의 하부. (F) 문턱 담관. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

묘사		교육생 수	절차
30분 만에 ERCP 절차를 성공적으로 완료		4	ERCP (적법규)
초기 30분 동안 어려움을 겪는 경험이 없는 훈련생			ERCP (적법규)
이후 30 분 동안 교사의 도움을 받아 2-3 번의 시도 후 어려움을 겪지 않았습니다.		4	ERCP (적법규)
이후 30분 동안 튜터의 도움을 받아 2-3번의 시도 후 성공적으로 완료한 경험이 없습니다.		4	ERCP (적법규)
30분 내에 LC 절차를 성공적으로 완료		4	LC (영어)
30분 내에 LCBDE 절차를 성공적으로 완료		4	LCBDE는
총 교육생 수		20

표 1: 교육 프로그램의 대표 데이터.

토론

담석증은 관리에 어려움을 겪는 흔하고 재발하는 질병입니다. 기술의 발전과 함께 최소 침습 기술, 특히 다중 내시경 결합 기술이 담석증 치료에 점점 더 많이 활용되고 있습니다. 돌의 크기와 분포에 따라 돌 가공 패턴은 다음과 같이 분류할 수 있습니다: (1) 담낭 결석이 있거나 없는 1cm 미만의 CBDS의 경우, LC 유무에 관계없이 젖꼭지 기능을 보존하기 위해 느린 풍선 팽창으로 ERCP를 사용하여 결석을 제거하는 것이 좋습니다. (2) 담낭 결석이 있든 없든 1cm보다 큰 CBDS의 경우, LC의 유무에 관계없이 nipply-preserve ERCP에서 느린 풍선 팽창 후 전기 유압 쇄석술 또는 쇄석술 바구니를 사용하여 결석을 제거하는 것이 좋습니다. 또는 LC의 유무에 관계없이 LCBDE를 통해 결석을 제거할 수 있습니다. T-tube 없이 LC 및 LCBDE와 결합된 ERCP 하의 담즙 스텐트 삽입도 실행 가능한 옵션입니다. (3) 간내 담관 결석의 경우, 치석의 상황과 분포에 따라 복강경 간 절제술 또는 경피적 간담관 내시경 검사가 포함될 수 있다. 복강경 검사 또는 십이지장 내시경 검사를 사용한 단일 치료는 담낭 및 CBD 결석 환자에게 최적의 효능을 달성하지 못하는 경우가 많습니다. 다중 검사의 결합된 적용은 담석증의 최소 침습 치료에 혁신적인 변화를 가져왔습니다¹⁰. Lv 등^[11 ]은 담낭결석증과 담낭결석증을 병행하는 것에 대한 삼중내시경 접근법이 안전하고 효과적이어서 입원 기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있음을 입증했다. 십이지장경 검사, 복강경 검사 및 담즙경 검사 기술에 대한 능숙한 기술이 담석증 치료에 중요한 역할을 한다는 것은 분명합니다. 경험이 부족하면 부작용의 위험이 높아질 수 있기 때문에 교육과 교육이 중요해진 것 같습니다. 전통적으로 ERCP 기술은 컴퓨터화된 시뮬레이터¹² 또는 ex vivo¹³ 교육 모델을 사용하여 훈련되었으며, 복강경 기술은 dry box¹⁴ 또는 ex vivo box¹⁵ 방법을 통해 개발되었습니다. 그러나 이러한 교육 모델은 ERCP와 복강경 기술의 장점을 효과적으로 통합하지 못하는 경우가 많습니다. 따라서 다중 스코피 훈련을 위한 결합 기술을 용이하게 하는 새로운 훈련 모델이 시급히 필요합니다.

우리는 결합된 다중 검사 기술을 훈련하기 위해 살아있는 돼지 모델을 개발했습니다. 대표적인 결과는 이 모델이 효과적임을 나타냅니다(표 1). ERCP, 복강경 수술 및 담즙경 검사와 같은 기술은 모두 이 모델을 사용하여 효과적으로 훈련할 수 있습니다. 이 모델은 몇 가지 고유한 이점을 제공합니다. 첫째, 인간의 생리학적, 해부학적 구조를 시뮬레이션하는 데 유용합니다. 예를 들어, 십이지장경 검사 훈련을 위한 생리학적 소화관의 사실적인 시뮬레이션을 제공할 뿐만 아니라 복강경 기법을 사용하여 출혈 관리 및 담도 봉합을 연습할 수 있는 기회를 제공합니다¹⁶. 돼지 모델은 초보 의사에게 귀중한 교육 환경을 제공합니다. 둘째, 이 돼지 모델은 하이브리드 기술에 대한 훈련을 용이하게 합니다. 십이지장 내시경 검사가 실패한 것으로 판명된 경우, 대신 위내시경을 십이지장에 삽입할 수 있습니다. 그런 다음 복강경 가이드와이어가 낭포성 관을 통해 총담관으로 도입될 수 있으며 이후 유두를 통해 십이지장으로 진행될 수 있습니다. 위내시경의 안내에 따라 관찰한 후, 겸자를 사용하여 십이지장으로 들어가는 의도된 경로를 따라 와이어를 탐색하기 위해 십이지장 내시경으로 돌아가기 전에 입에서 가이드와이어를 잡고 움직일 수 있습니다. 또한 이 모델은 팀 구성원 간의 긴밀한 협업을 필요로 하여 교육 세션 중 팀워크를 강조합니다. 이 접근 방식은 팀워크 정신을 육성하고 젊은 의사들 간의 의사 소통 기술을 향상시킵니다. 마지막으로, 이 교육 모델은 외상 감소를 우선시함으로써 최소 침습 수술의 특성을 구현합니다. 최소 침습 수술 관행에 대한 젊은 의사의 이해와 숙련도를 향상시키는 것을 목표로 합니다.

윤리적 고려를 위해 살아있는 돼지를 훈련 모델로 선택했는데, 그 이유는 돼지의 크기와 해부학적 구조가 인간과 매우 유사하기 때문이다¹⁷. 그 상당한 크기로 인해 인간용으로 설계된 모든 장비 및 장치를 사용할 수 있습니다. 또한 해부학적 특징은 젊은 의사들이 십이지장 검사를 연습할 수 있는 귀중한 기회를 제공합니다. 기존 동물 모델 중에서 돼지는 다중 검사 기술 훈련에 매우 적합합니다. 수술 중에는 통증 관리 전략이 사용되지 않았습니다. 결과적으로, 돼지는 무반응을 보였고 시술 내내 심박수와 호흡은 모두 안정적으로 유지되었습니다. 안락사 절차는 마취 하에 염화칼륨 20mL를 주사하는 방식으로 신속하고 효과적으로 진행되었습니다.

그러나 이 돼지 모델에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 첫째, 관련 비용이 높습니다. 이 모델의 주요 비용은 돼지와 필요한 장비 및 기구의 조달에서 발생하며, 이는 광범위한 채택을 방해할 수 있습니다. 둘째, 돼지는 일회용으로만 사용됩니다. 생리학적 조건 하에서 수행된 생체 내 실험과 담도계에 가해진 조작적 손상으로 인해 추가 연구에 돼지를 활용하는 것은 어렵습니다. 결과적으로, 이는 실험 비용의 증가에도 기여합니다. 또한 이 돼지 모델은 담석증 모델을 정확하게 나타내지 않습니다. 자연적으로 발생하는 담석증이 있는 돼지를 찾는 것은 상당한 어려움을 겪습니다. 또한 인공 담석증 돼지 모델을 만드는 것은 동물 관리 위원회 규정에 따라 허용되지 않을 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 그것은 적절한 크기와 인간의 생리학 및 해부학 구조와의 유사성으로 인해 담석증에 대한 다중 검사 훈련에 이상적인 모델로 남아 있습니다. 담관에 결석이 없어도 담석증에 대한 훈련 치료 절차는 여전히 효과적으로 수행될 수 있습니다.

이 모델은 도축장에서 추출한 복부 전체 장기를 활용하고, 습식 상자 내의 인공 순환 시스템으로 지원되어 생리학적, 해부학적 조건을 시뮬레이션함으로써 향후 개선될 수 있습니다. 이 접근 방식은 더 비용 효율적일 것으로 예상됩니다. 기술과 인공 지능¹⁸의 발전으로 가상 현실 또는 증강 현실^19,20을 사용하여 다중 내시경 교육 인공 시뮬레이터를 만들 수 있습니다. 이러한 발전은 현재 모델과 관련된 재사용 불가 문제를 근본적으로 변화시킵니다.

담석증 치료에 대한 다중 검사 결합 기술 교육 모델은 혁신적이고 실용적인 교수법입니다. 젊은 의사의 다중 검사 결합 기술에 대한 숙련도와 응용 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 이 방법은 의료 전문가가 담석증 치료 기술을 향상시킬 수 있는 귀중한 실무 경험을 제공합니다.

자료

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