Name: investigation of the electrophysiological and thermographic safety parameters of surgical energy devices during thyroid and parathyroid surgery in a porcine model
Uploaded: 2022-10-13T13:00:00
Duration: 11 min 46 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Investigation of the Electrophysiological and Thermographic Safety Parameters of Surgical Energy Devices During Thyroid and Parathyroid Surgery in a Porcine M

Denne undersøgelse blev støttet af tilskud fra Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University (KMUH109-9M44), Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital / Kaohsiung Medical University Research Center tilskud (KMHK-DK (C) 110009, I-109-04, H-109-05, I-108-02) og Ministeriet for Videnskab og Teknologi (MOST 109-2628-B-037-014, MOST 110-2314-B-037-104-MY2, MOST 110-2314-B-037-120), Taiwan.

Dyreforsøgene blev godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) ved Kaohsiung Medical University, Taiwan (protokol nr.: IACUC-110082).
1. Forberedelse af dyr og anæstesi
<ol><li>Betingelser for udvælgelse af svin: Vælg Duroc-Landrace-grise i alderen 3 til 4 måneder gamle og vejer 18 til 30 kg.</li>
	<li>Forberedelse før forsøget: Fastgør grisene i 8 timer uden mad og 2 timer uden vand før anæstesi.</li>
	<li>Anæstesiinduktion: Administrer 2 mg / kg Tiletamin / Zolazepam via intramuskulær vej 30 minutter før operationen BEMÆRK: Neuromuskulære blokmidler blev ikke anvendt under anæstesiinduktion.</li>
	<li>Valg af endotrakealt rør: Brug et 6,0 mm kommercielt elektromyografi (EMG) endotrakealt rør (optageelektroderne) på den måde, der rutinemæssigt anvendes klinisk.</li>
	<li>Intubation: Lad anæstesiologen intubere optageelektroderne ved hjælp af direkte laryngoskopi i den udsatte position. I denne undersøgelse blev endotrachealrøret fastgjort til 24 cm gennem overvågning af end-tidal kuldioxid (etCO2) og brystauskultation for at sikre den passende rørplacering.</li>
	<li>Anæstesi vedligeholdelse: Placer grisen på ryggen, stræk halsen og fastgør endotrachealrøret. Indstil tidevandsvolumen til 8 til 12 ml / kg og en 15 til 20 vejrtrækninger pr. Minut respirationsfrekvens. Brug 1% til 2% sevofluran til vedligeholdelse af generel anæstesi. BEMÆRK: Neuromuskulære blokmidler blev ikke brugt under anæstesivedligeholdelse.</li>
	<li>Under forsøget er det ud over løbende overvågning af dyrets kropstemperatur vigtigt at sikre, at forsøgstemperaturen ligger inden for et passende interval. Hvis dyret oplever et fald i kropstemperaturen, skal der straks ydes termisk støtte såsom et varmt tæppe.</li>
</ol>2. Dyrenes drift (figur 1 og figur 2)
<ol><li>Kontroller et kirurgisk anæstesiplan.</li>
	<li>Hudsnit: Lav et 15 cm tværgående cervikalt snit på huden 1 cm over brystbenet (figur 1A).</li>
	<li>Hæv den subplastysmale klap til hyoidbenniveauet.</li>
	<li>Adskil remmusklerne via midterlinjens tilgang, og træk dig sideværts tilbage for at visualisere skjoldbruskkirtelbrusk, cricoidbrusk, trakealringe og skjoldbruskkirtlen. BEMÆRK: Kanterne af remmusklerne skal dissekeres omhyggeligt og pænt til TG-undersøgelser.</li>
	<li>Efter eksponering dissekeres sternocleidomastoidmusklerne (SCM'er) bilateralt (figur 1B). BEMÆRK: SCM'ernes kanter skal dissekeres omhyggeligt og pænt i forbindelse med EP-undersøgelser.</li>
	<li>Identificere, udsætte og dissekere langs de tilbagevendende larynxnerver (RLN'er) og vagusnerver (VN'er) bilateralt (figur 2). BEMÆRK: IONM kan hjælpe med dette trin.</li>
	<li>Udfør eksperimenterne med EP- og TG-undersøgelser efter trin 4 og trin 5.</li>
	<li>Efter at have gennemført hele forsøget, skal pattegrisene holdes under 4% -6% sevofluran og humant aflive dem med en overdosis af Tiletamin / Zolazepam (6 mg / kg).</li>
</ol>3. Oplysninger og indstillinger om kirurgiske energienheder (SED'er)
<ol><li>For detaljer vedrørende SED'er henvises til materialetabellen. BEMÆRK: Denne undersøgelse bruger avancerede bipolære SED'er (refereret som enhed A) til at demonstrere EP- og TG-undersøgelserne.</li>
</ol>4. Elektrofysiologisk (EP) undersøgelse
<ol><li>Kontinuerlig IONM-indstilling (figur 3) BEMÆRK: Sørg for, at optageelektroderne er intuberet som nævnt i trin 1.5.<ol><li>Installer jordelektroderne uden for det kirurgiske snitsår.</li>
		<li>Installer de stimulerende elektroder: Installer en 2,0 mm automatisk periodisk stimuleringselektrode (APS) på den ene side af VN.</li>
		<li>Tilslut alle elektroder på forbindelsesboksen, og kontroller, at forbindelsesboksen er tilsluttet overvågningssystemet (Nerve Integrity Monitoring system), og at overvågningssystemets strøm er tændt (figur 3A).</li>
		<li>Bekræft, at overvågningssystemet viser, at elektroderne er tilsluttet korrekt.</li>
		<li>Vælg siden Overvågning , og klik på Avancerede indstillinger.</li>
		<li>Klik på APS for at indstille APS-stimulering til 1/min for langsom hastighed, 1/s for hurtig hastighed og alarmgrænser til 50% og 2000 μV for amplituder, 10% for latenstid. Klik derefter på OK for at afslutte indstillingerne. BEMÆRK: Indstillingen af andre kolonner afhænger af eksperimentatoren.</li>
		<li>Klik på Hændelsesregistrering i kolonnen Hændelser , og indstil hændelsestærsklen til 100 μV. BEMÆRK: Figur 3B viser protokoltrin 4.1.5-4.1.7.</li>
		<li>Find Vagus APS Stim kolonnen, og indstil stimuleringsstrømmen til 1,0 mA. Klik på Baseline; et nyt vindue, Etablering af APS Baseline, vises i højre side af skærmen.</li>
		<li>Indtast sessionens titel og sessionskommentarer. Vælg den kanal, der skal testes, og systemet begynder automatisk at måle 20 gange. Baselineamplituden og latenstiden beregnes og vises automatisk. Klik på Accepter , hvis basislinjen er korrekt. BEMÆRK: Figur 3C viser protokoltrin 4.1.8-4.1.9.</li>
		<li>Klik på ikonet Spol frem i kolonnen Vagus APS Stim for at starte en test. Efter hvert EP-eksperiment skal du klikke på pulsikonet for at stoppe optagelserne.</li>
		<li>Vælg siden Rapporter , og indstil rapportoutputformatet for at gemme filen på USB. BEMÆRK: Eksemplet på C-IONM-rapporten er vist i figur 3D.</li>
	</ol></li>
	<li>EP-aktiveringsundersøgelse (figur 4)<ol><li>Udvikl eksperimentelle retningslinjer, før du starter et eksperiment. BEMÆRK: Figur 4A viser et almindeligt eksempel på EP-aktiveringsundersøgelsesprotokol, som kan justeres i henhold til SED-egenskaber. For nogle instrumenter med aktiveringscyklusser er den enkelte aktiveringstid en enkelt aktiveringscyklus, der for det meste spænder fra 2-4 s. De fleste SED'er har ikke en aktiveringscyklus, og den enkelte aktiveringstid er 3 sekunder.</li>
		<li>Afprøvning af aktiveringsafstand ved 5 mm:<ol><li>Påfør SED på blødt væv i en afstand af 5 mm fra RLN og aktiver SED (enkelt aktivering).</li>
			<li>Overhold EMG-ændringen. Betjen med samme aktiveringsafstand tre gange, medmindre der sker en væsentlig EMG-amplitudeændring. BEMÆRK: Figur 4B viser aktiveringsafstandstesten ved 5 mm.</li>
		</ol></li>
		<li>Afprøvning af aktiveringsafstand ved 2 mm:<ol><li>Påfør SED på blødt væv tæt på RLN på 1 mm afstand, og aktiver SED (enkelt aktivering).</li>
			<li>Overhold EMG-ændringen. Betjen med samme aktiveringsafstand tre gange, medmindre der sker en væsentlig EMG-amplitudeændring.</li>
		</ol></li>
		<li>Afprøvning af aktiveringsafstand ved 1 mm:<ol><li>SED påføres blødt væv i en afstand af 1 mm fra RLN, og aktiver SED (enkelt aktivering).</li>
			<li>Overhold EMG-ændringen. Betjen ved samme aktiveringsafstand tre gange, medmindre der sker en væsentlig EMG-amplitudeændring</li>
		</ol></li>
		<li>Hvis der observeres et betydeligt fald i EMG-amplitude under trin 4.2.2-4.2.4, skal RLN-eksperimentet stoppes. Optag EMG i realtid kontinuerligt i 20-60 minutter for at afgøre, om skaden er reversibel. (Figur 4C)</li>
		<li>Registrer forsøgsresultaterne manuelt som en tabel (tabel 1).</li>
	</ol></li>
	<li>EP-køleundersøgelse (figur 5)<ol><li>Udvikl eksperimentelle retningslinjer, før du starter et eksperiment. BEMÆRK: Figur 5A viser et almindeligt eksempel på EP-køleundersøgelsesprotokol, som kan justeres i henhold til SED-egenskaber.</li>
		<li>Køletidstest på 5 s:<ol><li>Anvend SED enkelt aktivering på SCM-musklen. Berør RLN med spidsen af SED efter 5 sekunders ventetid og afkøling.</li>
			<li>Overhold EMG-ændringen. Betjen med samme køletid tre gange, medmindre der sker en væsentlig ændring i EMG-amplitude.</li>
		</ol></li>
		<li>Køletidstest på 2 s:<ol><li>Anvend SED enkelt aktivering på SCM-musklen. Berør RLN med spidsen af SED efter 2 sekunders ventetid og afkøling.</li>
			<li>Overhold EMG-ændringen. Betjen med samme køletid tre gange, medmindre der sker en væsentlig ændring i EMG-amplitude. BEMÆRK: Figur 5B viser køletidstesten på 2 s.</li>
		</ol></li>
		<li>Fortsæt straks med muskel touch manøvre (MTM) test:<ol><li>Anvend SED enkelt aktivering på SCM-musklen. Berør hurtigt (ca. 1 sek.) den aktiverede overflade på SED med en anden position på SCM (MTM, figur 5C).</li>
			<li>Berør RLN med spidsen af SED umiddelbart efter MTM, og observer EMG-ændringen. Betjen med samme køletid tre gange, medmindre der sker en væsentlig ændring i EMG-amplitude.</li>
		</ol></li>
		<li>Fortsæt straks uden muskelberøringsmanøvre (MTM) test:<ol><li>Anvend SED enkelt aktivering på SCM-musklen. Berør straks RLN med spidsen af SED uden MTM.</li>
			<li>Overhold EMG-ændringen. Betjen den samme køletid tre gange, medmindre der sker en væsentlig EMG-amplitudeændring. Hvis der observeres et betydeligt fald i EMG-amplitude, skal du følge trin 4.3.6.</li>
		</ol></li>
		<li>Hvis der observeres et betydeligt fald i EMG-amplitude, skal du stoppe RLN-eksperimentet. Derefter skal du kontinuerligt overvåge EMG-responsen i realtid i mindst 20 minutter for at afgøre, om RLN-skaden er reversibel eller ej. (figur 5D)</li>
		<li>Registrer forsøgsresultaterne manuelt som en tabel (tabel 2).</li>
	</ol></li>
</ol>5. Termografisk (TG) undersøgelse
<ol><li>Konfigurer varmebilledsystemet (figur 6). BEMÆRK: Termisk billedkamera med temperaturfølsomhed op til et temperaturområde på -20 °C til 650 °C. Billedet opdateres hvert sekund.<ol><li>Kameraet anbringes 50 cm fra målvævet i en vinkel på 60° fra forsøgsbordet (figur 6A). BEMÆRK: I betjeningsfeltet, målt med et varmebilledkamera, vises temperaturen i henhold til farveskalaen. Placeringen med den højeste temperatur på skærmen er markeret med et "+" tegn, og den tilsvarende temperatur vises (figur 6B)</li>
		<li>Vælg Videotilstand, og tryk på optageknappen. BEMÆRK: De procedurer, der overvåges af det termiske kamera, optages kontinuerligt i videoform.</li>
	</ol></li>
	<li>Udfør dyreforberedelsen til TG-undersøgelsen:<ol><li>Optag baggrundstemperaturen i forsøgsområdet ved hjælp af varmebilledkameraet. Baggrundstemperaturen skal ligge i området 25 ± 2 °C (figur 6C). Hvis baggrundstemperaturen overstiger dette område, skal du justere temperaturen på laboratorieklimaanlægget og teste igen.</li>
		<li>Standardmuskeltykkelse for SED-aktivering: Forbered stropmusklerne til TG-undersøgelsen som beskrevet i trin 2.3. Standardremmens muskeltykkelse for SED-aktivering er 5 mm (figur 6D).</li>
	</ol></li>
	<li>TG-aktiveringsundersøgelse (figur 6 og figur 7)<ol><li>Test af tørt miljø: Tør overfladen af svinestropmusklerne af med tørt gaze.<ol><li>Test af hele klinger i tørre omgivelser (figur 7A):<ol><li>Tag fat i stropmusklen i bladets fulde længde ved hjælp af SED (figur 6E).</li>
				<li>Evaluer maksimal aktiveringstemperatur: Efter en enkelt aktivering vises den maksimale temperatur på skærmen under målingen (figur 7B).</li>
				<li>Evaluer lateral termisk spredning: Mål diameteren af den isotermiske linje på 60 °C efter en enkelt aktivering.</li>
				<li>Evaluer røg og stænk: Efter en enkelt aktivering, når den højeste temperatur på skærmen overstiger 60 °C, skal du registrere eventuel røg og stænk på skærmen. Gentag fem målinger i forskellige områder. BEMÆRK: Den maksimale aktiveringstemperatur blev kun evalueret med helbladstest i tørre omgivelser.</li>
			</ol></li>
			<li>En tredjedel (1/3) af vingeprøvninger i tørre omgivelser (figur 7C):<ol><li>Tag fat i stropmusklen med et forreste blad på 1/3 længde ved hjælp af SED (figur 6F). Lateral termisk spredning, røg og stænk (figur 7D) evalueres som beskrevet i trin 5.3.1.1. Gentag fem målinger i forskellige områder.</li>
			</ol></li>
		</ol></li>
		<li>Test af vådt miljø: Blødgør musklerne i svineremmen i sterilt vand i 3 sekunder lige før SED-aktivering.<ol><li>Test af hele klingen i våde omgivelser (figur 7E): Tag fat i gjordmusklen i bladets fulde længde ved hjælp af SED, og vurder den laterale termiske spredning (figur 7F), røg og stænk som beskrevet i trin 5.3.1.1. Gentag fem målinger i forskellige områder.</li>
			<li>En tredjedel (1/3) test i våde omgivelser (figur 7G): Tag fat i gjordmusklen med et forreste blad på 1/3 længde ved hjælp af SED og vurder lateral termisk spredning, røg (figur 7H) og stænk som beskrevet i trin 5.3.1.1. Gentag fem målinger på forskellige områder.</li>
		</ol></li>
		<li>Registrer forsøgsresultaterne manuelt som en tabel (tabel 3).</li>
	</ol></li>
	<li>TG-køleundersøgelse (figur 8)<ol><li>Tørre omgivelser: Tør overfladen af svinestropmusklerne af med tørt gaze som i trin 5.3.1. BEMÆRK: I TG-kølestudiet blev alle aktiveringer udført i et tørt miljø med aktivering af hele vingen.</li>
		<li>Evaluer minimum køletid uden MTM: Efter SED-enkeltaktivering med hele bladet på gjordmusklen skal du begynde at registrere køletiden, indtil den højeste temperatur på skærmen var mindre end 60 °C. Gentag fem målinger i forskellige områder. BEMÆRK: Når du måler køletiden og temperaturen på SED-bladet efter enkelt aktivering og MTM, skal du dække det SED-aktiverede muskelområde og det MTM-kontaktende muskelområde med gaze, da den høje temperatur i disse områder registreres oppe på TG-skærmen og forstyrrer den temperatur, der faktisk skal måles.</li>
		<li>Evaluer knivtemperaturen efter MTM: Efter en enkelt aktivering af SED med hele bladet på stropmusklen berøres hurtigt (~1 s) den aktiverede overflade af SED med en anden position af stropmusklen (figur 8A). Registrer derefter temperaturen umiddelbart efter, at SED er forladt af stropmusklen med bladet åbent (figur 8B).</li>
		<li>Evaluer den minimale køletid med MTM: Efter trin 5.4.3, når temperaturen er over 60 °C, skal du begynde at registrere køletiden, indtil den højeste temperatur på skærmen er mindre end 60 °C. Gentag fem målinger i forskellige områder.</li>
		<li>Registrer forsøgsresultaterne manuelt som en tabel (tabel 4).</li>
	</ol></li>
</ol>6. Fortolkning af data
<ol><li>Præsenter EP- og TG-sikkerhedsparametrene i tabelform med røg og stænk markeret. BEMÆRK: Her præsenteres EP- og TG-sikkerhedsparametrene for SED i tabelform, og røg og stænk er markeret med henholdsvis * og # symboler. I EP- og TG-undersøgelser viser det endelige resultat de maksimale data som i tabel 5.</li>
</ol>

Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i mangel af kommercielle eller finansielle forbindelser, der kunne fortolkes som en potentiel interessekonflikt.

Udviklingen af SED'er er baseret på skjoldbruskkirtelkirurgernes forventning om at opnå effektiv hæmostase under skjoldbruskkirtelkirurgi. Den høje temperatur, der genereres af SED, er imidlertid en risikofaktor, der ikke kan ignoreres. Da brugen af SED bliver mere almindelig, vil termisk skade på nerver også blive mere almindelig. Derfor er det ansvaret for skjoldbruskkirtelkirurgerne, der bruger SED at forstå, hvordan man sikkert betjener udstyret. Det er imidlertid ikke tilrådeligt at verificere sikkerhedsparametre gennem forsøg og fejl gentagne gange hos mennesker; Derfor er værdien af dyreforsøg blevet vist. Derudover er en standardiseret proces nødvendig for at kvalificere og kvantificere de mulige termiske virkninger af SED'er15,17 for maksimalt at give skjoldbruskkirtelkirurger retningslinjer for sikker udførelse af operationer.
I denne undersøgelse kræver flere trin mere opmærksomhed. I EP-undersøgelserne kunne neuromuskulære blokademidler interferere med EMG-signaler under neural overvågning og blev ikke brugt under anæstesiinduktion og vedligeholdelse. I TG-undersøgelserne bør andre varmekilder end SED-testene fjernes. Når varmekilderne ikke kan fjernes (f.eks. aktiveringsområdet til køleundersøgelse eller remmuskel efter MTM), er det nødvendigt at blokere de ikke-testede varmekilder med gaze. I TG-undersøgelserne bør det bekræftes, at temperaturen af SED'er før aktivering ligger inden for baggrundsreferencetemperaturen (25 ± 2 °C), ellers bør der træffes en køleforanstaltning, og vingen bør bestemmes til at være tør, inden forsøget påbegyndes.
Flere tidligere undersøgelser har bidraget til definitionen af EP 15,37,38,39,40,41,42,43 og TG 31,32 sikkerhedsparametre for forskellige SED'er i aktiverings- og køleundersøgelser i forskellige modeller for skjoldbruskkirtelkirurgi hos svin. Den nuværende protokol integrerer ikke kun tidligere erfaringer, men optimerer og standardiserer også processen yderligere. I EP-undersøgelsen, når SED blev aktiveret uden en sikker kritisk afstand eller sikker afkølingstid, stod nerverne over for irreversibel og hurtig skade. I TG-undersøgelsen observerede vi det isotermiske felt på 60 °C og produktionen af røg/stænk. Kirurger kan bedre forstå de termiske spredningsmønstre i forskellige aktiveringsmiljøer og forskellige gribeområder.
Denne undersøgelse har stadig nogle få begrænsninger. For det første er temperaturen i miljøet ikke den samme som i det kirurgiske rum, og grisens temperatur er ikke den samme som et menneskes kropstemperatur. For det andet kan resultaterne af svinemodellen muligvis ikke anvendes på alle kliniske praksisser på mennesker. dyreeksperimentel undersøgelse giver ikke kun kirurger SED-information, der ikke kan fås fra mennesker, men fungerer også som en værdifuld forskningsplatform til at etablere termisk skadeinformation til nyudviklede SED'er i fremtiden. Disse oplysninger kan hjælpe kirurger med at vælge instrumenter og kirurgiske strategier, der kan reducere termisk skade under skjoldbruskkirtlen og parathyroideakirurgi.
Denne artikel demonstrerer standardproceduren for brug af dyreforsøg, så skjoldbruskkirtelkirurger kan få en mere omfattende forståelse af (1) den sikre aktiveringsafstand og køletid for SED'er, (2) den maksimale temperatur, der genereres af SED-aktivering, og (3) uregelmæssig lateral termisk spredning og røg / stænk, som potentielt kan skade nerven.

Effektiv hæmostase er et meget vigtigt spørgsmål i skjoldbruskkirtlen og parathyroideakirurgi. I de seneste årtier har et af de største fremskridt inden for skjoldbruskkirtel- og parathyroidkirurgi været udviklingen af kirurgiske energienheder (SED'er)1. SED'er giver mere effektiv hæmostase end den konventionelle klemme-og-slips-teknik i områder med rig blodforsyning, hvilket reducerer intraoperativt blodtab og driftstid2, postoperativ hypokalcæmi3 og livstruende postoperativt hæmatom4. SED'er rapporteres at blive brugt hos 65,7% af thyroidektomipatienter i nylige undersøgelser5, og den årlige brug af SED stiger hvert år.
Imidlertid har SED'er ikke vist sig at være bedre end konventionelle teknikker med hensyn til tilbagevendende larynxnerveskade (RLN) i skjoldbruskkirtlen og parathyroideakirurgi 4,6,7. Termisk skade og lateral termisk spredning til RLN opstår ofte uventet, når en SED aktiveres nær nerven, og denne type skade er normalt alvorlig og irreversibel. Sammenlignet med mekanisk trækkraft eller kompressionsnerveskade har termisk nerveskade mindre forvrængning af den ydre struktur, men mere alvorlig skade på det indre endoneurium, herunder myelinskeden og axonen 8,9,10,11. Denne form for skade oplever ikke kun vanskeligheder med at genvinde normal funktion, men er også mindre reversibel i klinisk rækkefølge end trækkraftskade10,12. Derudover er termisk skade ofte usynlig for kirurgen og kan være ukendt i løbet af operationen13,14. Således bør kirurger overveje de termiske virkninger af SED for at undgå RLN termisk skade under skjoldbruskkirtlen og parathyroideakirurgi.
Svinemodeller anvendes mest til RLN-forskning, fordi svins anatomi og fysiologi ligner meget menneskers 15,16,17,18,19,20. Den eksperimentelle svinemodel muliggør nem håndtering, er bredt tilgængelig og er omkostningseffektiv9. For elektrofysiologisk (EP) information er intraoperativ neuromonitorering (IONM) nyttig til påvisning af mekanismer for nerveskade og forudsigelse af postoperativ stemmebåndsfunktion 21,22,23,24,25,26,27. Derudover muliggør kontinuerlig IONM (CIONM) tidlig påvisning af nerveskade efter højrisikoprocedurer, fordi den straks kan give feedback til nervefunktionen ved hjælp af gentagen vagal stimulering28,29,30. Undersøgelser af EP-aktivering og -køling kan bestemme den sikre SED-aktiveringsafstand fra RLN og den sikre køletid efter SED-aktivering, før RLN kontaktes. For termografisk information er et termisk billedkamera nyttigt til at evaluere temperaturændringen (aktivering og afkøling), og det hypertermiske område kan visualiseres efter SED-aktiveringer 31,32,33,34,35. I en tidligere undersøgelse opstod RLN-termisk skade, når vævstemperaturen nåede den kritiske temperatur på 60 °C i svin CIONM model36. Undersøgelser af TG-aktivering og afkøling kan bestemme den laterale termiske spredningsafstand, forekomsten af røg og stænk og temperaturændringen under afkøling med eller uden muskelberøringsmanøvren (MTM). For sikkert at anvende SED i skjoldbruskkirtlen / parathyroideakirurgi introducerer denne artikel en eksperimentel svinemodelundersøgelse for at undersøge EP- og TG-sikkerhedsparametre for SED'er under standardiserede procedurer.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Automatic periodic stimulation (APS)</td>
			<td>Medtronic, Jacksonville, FL</td>
			<td></td>
			<td>2.0 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Advanced bipolar surgical energy devices(SEDs)</td>
			<td>Medtronic, Minneapolis, MN</td>
			<td>LigaSure Exact Dissector (Device A)</td>
			<td>Generator: Valleylab LS10 energy platform 
			Power setting: Default</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bipolar electrocautery</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Generator: ForceTriad energy platform 
			Power setting: 30 watts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Duroc-Landrace pigs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3&#8211;4 months old; weighing 18&#8211;30 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electromyography (EMG) Endotracheal tube (ETT)</td>
			<td>Medtronic, Jacksonville, FL</td>
			<td>#6 NIM Standard Tube&#160;</td>
			<td>Recording electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferromagnetic SEDs</td>
			<td>Domain Surgical, Salt Lake City, Utah</td>
			<td>FMwand, and Fmsealer</td>
			<td>Generator: FMX G1 Generator 
			Power setting: FMwand (Max 45); FMsealer (Max 3)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hybrid SEDs 
			(Ultrasonic and Advance bipolar SEDs)</td>
			<td>Olympus Co Inc, Tokyo, Japan</td>
			<td>Thunderbeat</td>
			<td>Generator: Thunderbeat generator ESG USG 400 
			Power setting: SEAL&#38;CUT mode (Level 1); SEAL mode (Level 3)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monopolar electrocautery&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Generator: ForceTriad energy platform 
			Power setting: 15 watts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nerve Integrity Monitoring (NIM) system&#160;</td>
			<td>Medtronic, Jacksonville, FL</td>
			<td>NIM 3.0&#160;</td>
			<td>Intraoperative neuromonitoring (IONM) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sevoflurane</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>1% to 2% for anesthesia maintenance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tiletamine/Zolazepam</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>2 mg/kg for anesthesia induction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal imaging camera</td>
			<td>Ezo Corp., Taiwan</td>
			<td>Thermal camera D4A (384x288 pixels)</td>
			<td>Thermal image recording equioments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic SEDs</td>
			<td>Ethicon, Johnson and Johnson, Cincinnati, OH</td>
			<td>Harmonic Focus+</td>
			<td>Generator: Ethicon Endo-Surgery Generator G11 
			Power setting: Level 5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic SEDs</td>
			<td>Medtronic, Minneapolis, MN</td>
			<td>Sonicision&#160;</td>
			<td>Generator: Sonicision Reusable Generator 
			Power setting: maximum power mode (55 kHz)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigation of the electrophysiological and thermographic safety parameters of surgical energy devices during thyroid and parathyroid surgery in a porcine model

I skjoldbruskkirtlen og parathyroideakirurgi giver kirurgiske energiindretninger (SED'er) mere effektiv hæmostase end konventionel klemme-og-slips-hæmostase i områder med rig blodforsyning. Men når en SED aktiveres nær den tilbagevendende larynxnerve (RLN), kan varmen, der genereres af SED, skade nerven irreversibelt. For sikkert at anvende SED'er i skjoldbruskkirtlen / parathyroideakirurgi introducerer denne artikel eksperimentelle svinemodelundersøgelser for at undersøge aktiverings- og kølesikkerhedsparametrene for SED'er i henholdsvis standardiserede elektrofysiologiske (EP) og termografiske (TG) procedurer. I EP-sikkerhedsparametereksperimenterne anvendes kontinuerlig intraoperativ neuroovervågning (C-IONM) til at demonstrere RLN-funktionen i realtid. EP-aktiveringsundersøgelsen evaluerer den sikre aktiveringsafstand for SED'er; EP-køleundersøgelsen evaluerer den sikre køletid for SED'er. I TG-sikkerhedsparametereksperimentet bruges et termisk billedkamera til at registrere temperaturændringen efter aktivering af SED. TG-aktiveringsundersøgelsen evaluerer den laterale termiske spredningsafstand efter SED-aktivering i et tørt eller fugtigt miljø, og om der genereres røg og stænk; TG-køleundersøgelsen evaluerer køletiden. Dette vil hjælpe med at etablere sikkerhedsparametrene for nyudviklede SED'er, der anvendes i skjoldbruskkirtlen / parathyroideakirurgi og give sikkerhedsretningslinjer for at undgå RLN-skade og relaterede komplikationer.

Watch this Scientific Journal Video about Investigation of the Electrophysiological and Thermographic Safety Parameters of Surgical Energy Devices During Thyroid and Parathyroid Surgery in a Porcine M

Investigation of the Electrophysiological and Thermographic Safety Parameters of Surgical Energy Devices During Thyroid and Parathyroid Surgery in a Porcine Model

Den sikre anvendelse af nyudviklede kirurgiske energienheder i skjoldbruskkirtlen / parathyroideakirurgi tiltrækker kirurgernes opmærksomhed. Dyreforsøgsmodeller kan undgå unødvendige forsøg og fejl i menneskelig kirurgi. Denne rapport har til formål at demonstrere elektrofysiologiske og termografiske metoder til evaluering af sikkerhedsparametrene for SED'er i skjoldbruskkirtlen / parathyroideakirurgi.

Undersøgelse af de elektrofysiologiske og termografiske sikkerhedsparametre for kirurgiske energianordninger under skjoldbruskkirtel- og parathyroideakirurgi i en svinemodel

In thyroid and parathyroid surgery, surgical energy devices (SEDs) provide more efficient hemostasis than conventional clamp-and-tie hemostasis in areas ...

I de senere år er kirurgiske energiindretninger meget udbredt under skjoldbruskkirtlen og parathyroideakirurgi. Ud over hæmostase bruges de også til at skære, gribe og dele væv. Imidlertid kan varmen, der genereres fra enheden, forårsage termisk skade på den tilbagevendende larynxnerve.Derfor er det nødvendigt at kvalificere og kvantificere den mulige termiske effekt af denne enhed, der almindeligvis anvendes først under operationen. Det anbefales ikke at verificere sikkerhedsparametre gennem forsøg og fejl gentagne gange på mennesker med de nyudviklede kirurgiske energienheder. Til sammenligning har dyreforsøg en betydelig fordel.De kirurgiske situationer til anvendelse af en kirurgisk energienhed er forskellige, og de sikkerhedsparametre, der er udviklet til scenariesimulering i dyreforsøg, har vendt værdien til klinisk brug. Efterhånden som teknologien skrider frem, vil nyudviklede enheder fortsætte med at dukke op. De eksperimentelle metoder kan vurdere fordele og begrænsninger ved enhederne før deres første kliniske anvendelser af kirurger.Derfor foreslår vi denne protokol for at give forskerne et strukturelt design, specialiserede materialer og de standardiserede procedurer for at gøre det muligt at reproducere parametre i deres eget laboratorium. Til at begynde med skal du vælge Duroc-Landrace grise i alderen tre til fire måneder og vægt 18 til 30 kg. Efter anæstesi laves et 15 cm centimeter langt tværgående cervikalt snit på huden, en centimeter over brystbenet.Adskil remmusklerne ved midterlinjen tilgang og træk sideværts tilbage for at visualisere skjoldbruskkirtlen brusk, cricoid brusk, trakealringe og skjoldbruskkirtlen. Derefter dissekeres sternocleidomastoid musklerne bilateralt. Udsæt og disseker langs de tilbagevendende larynxnerver og vagusnerver bilateralt.Først skal du installere jordelektroderne uden for det kirurgiske snitsår. Installer derefter en 2,0 mm automatisk periodisk stimulering eller APS-elektrode på den ene side af vagusnerven. Tilslut alle elektroder gennem forbindelsesboksen til overvågningssystemet, og sørg for, at elektroderne er tilsluttet korrekt.Find kolonnen Vagus APS Stim", og indstil stimuleringsstrømmen til 1,0 milliampere. Klik på baseline. Et nyt vindue med navnet Etablering af APS Baseline"vises i højre side af skærmen.Indtast sessionens titel og sessionskommentarer. Vælg den kanal, der skal testes, hvorefter systemet automatisk begynder at måle 20 gange. Baselineamplituden og ventetiden beregnes og vises automatisk.Klik på accept"hvis basislinjen er korrekt. Klik på ikonet for hurtig fremadspoling i kolonnen Vagus APS Stim for at starte en test. Efter hvert elektrofysiologisk eksperiment skal du klikke på pulsikonet for at stoppe optagelserne.Vælg siden Rapporter, og indstil rapportoutputformatet for at gemme filen. Påfør derefter det kirurgiske udstyr, eller SED, på blødt væv i en afstand af 5 mm fra RLN, og aktiver enheden. Overhold ændringen i EMG, og arbejd med samme aktiveringsafstand tre gange, medmindre der sker en væsentlig ændring i EMG-amplitude.Påfør derefter SED på blødt væv i en afstand af 2 mm fra RLN, og aktiver SED. Gentag dette trin med SED placeret i en afstand af 1 mm fra RLN. Hvis der observeres et betydeligt fald i EMG-amplitude under disse trin, skal du stoppe eksperimentet og registrere realtids-EMG kontinuerligt i 20 til 60 minutter for at afgøre, om skaden er reversibel, og registrere resultaterne som en tabel.Til test af køletid skal der anvendes en enkelt SED-aktivering på SCM-musklen. Berør RLN med spidsen af SED. Efter fem sekunders ventetid og afkøling skal du observere EMG-ændringen.Gentag testen i en køletid på to sekunder, mens du observerer ændringen i EMG-amplitude. Fortsæt med MTM-testen ved at anvende enkelt SED-aktivering på SCM-musklen, kun i et sekund. Berør hurtigt den aktiverede overflade på SED med en anden position på SCM'en.Umiddelbart efter MTM berøres RLN med spidsen af SED. Anvend igen enkelt SED-aktivering på SCM-musklen. Rør straks ved RLN med spidsen af SED uden MTM.Hvis der observeres et betydeligt fald i EMG-amplitude, skal du stoppe RLN-eksperimentet og kontinuerligt overvåge EMG-responsen i realtid i mindst 20 minutter for at afgøre, om RLN-skaden er reversibel. Placer kameraet i en afstand af 50 cm fra målvævet i en vinkel på 60 grader fra forsøgsbordet. Brug 5 mm som standard remmuskeltykkelse til SED-aktivering.Tør overfladen af svineremmuskler med tørt gasbind. Tag fat i stropmusklen i bladets fulde længde ved hjælp af SED. Efter en enkelt aktivering skal du observere den maksimale temperatur, der vises på skærmen under målingen.Mål bladlængden og den laterale termiske spredning af den isotermiske linje på 60 grader Celsius efter en enkelt aktivering. Når den højeste temperatur på skærmen overstiger 60 grader Celsius, skal du registrere røg og stænk på skærmen og gentage fem målinger i forskellige områder. Gentag disse trin efter at have taget fat i remmusklen med en forreste tredjedel længde af bladet ved hjælp af SED, og udfør fem målinger i forskellige områder.Ved våde miljøopgaver lægges svinestropmusklerne i blød i sterilt vand i tre sekunder lige før SED-aktivering. For forskellige områder skal du evaluere den laterale termiske spredning, røg og stænk ved at tage fat i remmusklen i fuld længde og forreste tredjedel længde af bladet ved hjælp af SED. Efter en enkelt SED-aktivering med hele bladet på stropmusklen skal du begynde at registrere køletiden, indtil den højeste temperatur på skærmen er mindre end 60 grader Celsius.Gentag fem målinger i forskellige områder. Efter en enkelt aktivering af SED med hele bladet på gjordmusklen skal du hurtigt røre ved SED'ens aktiverede overflade med en anden position af stropmusklen. Registrer dens temperatur umiddelbart efter, at SED er blevet fjernet fra stropmusklen med bladet åbent.Efter dette trin skal du begynde at registrere køletiden, indtil den højeste temperatur på skærmen er mindre end 60 grader Celsius. De elektrofysiologiske og termografiske sikkerhedsparametre præsenteres i tabelform med røg og stænk markeret. Ved hjælp af denne protokol blev elektrofysiologiske aktiveringstest udført på RLN, fra de proksimale til de distale segmenter, på forskellige afstande, og EMG-signalet blev overvåget under undersøgelsen.En elektrofysiologisk køleundersøgelse blev også udført på RLN. Termografiske aktiveringstest af hele bladet i et tørt miljø viste, at den maksimale aktiveringstemperatur var mere end 60 grader Celsius under aktiveringen. Under en tredjedel af vingetestene i tørre omgivelser blev der observeret stænk efter aktivering.Hele vingetest i det våde miljø viste en mere tydelig lateral termisk spredning sammenlignet med det tørre miljø. Mens røg i en tredjedel vingetest er mere tydelig sammenlignet med det tørre miljø. Elektrofysiologiske og termografiske sikkerhedsparametre blev evalueret i denne undersøgelse og præsenteret som en tabel.Elektrofysiologisk undersøgelse etablerede en kritisk parameter for nerveskade, og termografisk undersøgelse etablerede en forebyggende parameter for risiko for termisk skade. Gennem fortolkning af parametre kan kirurger bevare tilstrækkelig sikkerhedsafstand og køletid i de rutinemæssige kirurgiske trin. På den anden side kan termografisk undersøgelse anvendes i forskellige aktiverede miljøer såsom termisk spredning, røg eller bølgespray, som energienheden genererede.Denne undersøgelse kan også hjælpe med at evaluere risikoen svarende til forskellige fastspændingslængder fra energienhedens blad. Vi forventer, at dette forslag og modellen vil give forskerne, producenterne og kirurgerne den bedste mulighed for at undersøge de termiske virkninger og definere sikkerhedsparametrene for hver nyudviklet energienhed for at undgå den tilbagevendende larynxnerve termiske skade under skjoldbruskkirtlen og parathyroidea-operationer.

Research

JoVE Journal

Medicine

Monitoring of Systemic and Hepatic Hemodynamic Parameters in Mice

Overvågning af systemiske og Nedsat hæmodynamiske parametre i mus

The use of mouse models in experimental research is of enormous importance for the study of hepatic physiology and pathophysiological disturbances. ...

Heterotopic Renal Autotransplantation in a Porcine Model: A Step-by-Step Protocol

Heterotop Renal autotransplantation i en Porcine Model: En trin-for-trin-protokollen

Kidney transplantation is the treatment of choice for patients suffering from end-stage renal disease. It offers better life expectancy and higher quality ...

Surgical Angiogenesis in Porcine Tibial Allotransplantation: A New Large Animal Bone Vascularized Composite Allotransplantation Model

Kirurgisk angiogenese i svin Tibial Allotransplantation: en ny stor animalsk knogle vaskulariserede sammensatte Allotransplantation Model

Segmental bone loss resulting from trauma, infection malignancy and congenital anomaly remains a major reconstructive challenge. Current therapeutic ...

Use of Two Intracorporeal Ventricular Assist Devices As a Total Artificial Heart

Brug af to Intracorporeal ventrikulær Assist enheder som en Total kunstige hjerteklapper

Mechanical circulatory support (MCS) has been introduced as a viable alternative to heart transplantation primarily through the use of intracorporeal ...

An Anatomical Study of Nerves at Risk During Minimally Invasive Hallux Valgus Surgery

En anatomisk undersøgelse af nerver i fare under minimalt invasiv Hallux Valgus kirurgi

The growing popularity of minimally invasive surgical (MIS) procedures makes it necessary that new anatomical references arise, to aid in tridimensional ...

Intra-Operative Neural Monitoring of Thyroid Surgery in a Porcine Model

Intraoperativ neurale overvågning af thyroideaoperation i et svin Model

Intraoperative injury to the recurrent laryngeal nerve (RLN) can cause vocal cord paralysis, which interferes with speech and can potentially interfere ...

A Pre-Clinical Porcine Model of Orthotopic Heart Transplantation

En præklinisk Porcin model af Ortotopisk hjerte transplantation

Fifty-years following the first successful report, cardiac transplantation remains the gold-standard treatment for eligible patients with advanced heart ...

An In Vivo Mouse Model of Total Intravenous Anesthesia During Cancer Resection Surgery

An In Vivo Mouse Model of Total Intravenous Anesthesia During Cancer Resection Surgery

En in vivo musemodel af total intravenøs anæstesi under kræftresektionskirurgi

Anesthesia is a routine component of cancer care that is used for diagnostic and therapeutic procedures. The anesthetic technique has recently been ...

Left Lung Orthotopic Transplantation in a Juvenile Porcine Model for ESLP

Venstre lunge ortopisk transplantation i en ung svin model for ESLP

Lung transplantation is the gold-standard treatment for end-stage lung disease, with over 4,600 lung transplantations performed worldwide annually. ...