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

Deze studie werd ondersteund door subsidies van Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University (KMUH109-9M44), Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital / Kaohsiung Medical University Research Center grants (KMHK-DK (C) 110009, I-109-04, H-109-05, I-108-02) en het Ministerie van Wetenschap en Technologie (MOST 109-2628-B-037-014, MOST 110-2314-B-037-104-MY2, MOST 110-2314-B-037-120), Taiwan.

De dierproeven zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van de Kaohsiung Medical University, Taiwan (protocolnummer: IACUC-110082).
1. Diervoorbereiding en anesthesie
<ol><li>Voorwaarden voor varkensselectie: Selecteer Duroc-Landrace-varkens op de leeftijd van 3 tot 4 maanden oud en met een gewicht van 18 tot 30 kg.</li>
	<li>Voorbereiding vóór het experiment: Vast de varkens gedurende 8 uur zonder voedsel en 2 uur zonder water vóór anesthesie.</li>
	<li>Anesthesie-inductie: Dien 2 mg/kg Tiletamine/Zolazepam toe via intramusculaire route 30 min voor de operatie OPMERKING: Neuromusculaire blokmiddelen werden niet gebruikt tijdens anesthesie-inductie.</li>
	<li>Endotracheale buisselectie: Gebruik een 6,0 mm commerciële elektromyografie (EMG) endotracheale buis (de opname-elektroden) op de manier die routinematig klinisch wordt gebruikt.</li>
	<li>Intubatie: Laat de anesthesist de opname-elektroden intuberen met behulp van directe laryngoscopie in buikligging. In deze studie werd de endotracheale buis gefixeerd op 24 cm door middel van end-tidal carbon dioxide (etCO2) monitoring en borst auscultatie om de juiste buislocatie te garanderen.</li>
	<li>Anesthesieonderhoud: Plaats het varken op zijn rug, strek de nek uit en bevestig de endotracheale buis. Stel het getijdenvolume in op 8 tot 12 ml / kg en een ademhalingsfrequentie van 15 tot 20 ademhalingen per minuut. Gebruik 1% tot 2% sevofluraan voor algemene anesthesieonderhoud. OPMERKING: Neuromusculaire blokmiddelen werden niet gebruikt tijdens anesthesieonderhoud.</li>
	<li>Tijdens het experiment is het, naast continue monitoring van de kernlichaamstemperatuur van het dier, belangrijk om ervoor te zorgen dat de experimentele temperatuur binnen een geschikt bereik ligt. Als het dier een daling van de lichaamstemperatuur ervaart, moet onmiddellijke thermische ondersteuning zoals een warme deken worden geboden.</li>
</ol>2. Dierlijkheid (figuur 1 en figuur 2)
<ol><li>Controleer een chirurgisch vlak van anesthesie.</li>
	<li>Huidincisie: Maak een 15 cm transversale cervicale incisie op de huid 1 cm boven het borstbeen (figuur 1A).</li>
	<li>Til de subplastysmale flap op tot het niveau van het tongbeen.</li>
	<li>Scheid de riemspieren via de middellijnbenadering en trek lateraal in om het schildklierkraakbeen, cricoid-kraakbeen, tracheale ringen en schildklier te visualiseren. OPMERKING: De randen van de riemspieren moeten zorgvuldig en netjes worden ontleed voor TG-onderzoeken.</li>
	<li>Ontleed na blootstelling de sternocleidomastoïde spieren (SCM's) bilateraal (figuur 1B). OPMERKING: De randen van de SCM's moeten zorgvuldig en netjes worden ontleed voor EP-studies.</li>
	<li>Identificeer, bloot en ontleed langs de terugkerende larynxzenuwen (RLN's) en nervus vagus (VN's) bilateraal (figuur 2). OPMERKING: IONM kan u helpen bij deze stap.</li>
	<li>Voer de experimenten van EP- en TG-onderzoeken uit na stap 4 en stap 5.</li>
	<li>Na het voltooien van het hele experiment, houd de biggen onder 4% -6% sevofluraan en euthanaseer ze humaan door een overdosis Tiletamine / Zolazepam (6 mg / kg).</li>
</ol>3. Chirurgische energie-apparaten (SED's) informatie en instellingen
<ol><li>Voor de details met betrekking tot SED's verwijzen wij u naar de Tabel met Materialen. OPMERKING: Deze studie maakt gebruik van geavanceerde bipolaire SED's (waarnaar wordt verwezen als Apparaat A) om de EP- en TG-studies aan te tonen.</li>
</ol>4. Elektrofysiologisch (EP) onderzoek
<ol><li>Continue IONM-instelling (figuur 3) OPMERKING: Zorg ervoor dat de opname-elektroden zijn geïntubeerd zoals vermeld in stap 1.5.<ol><li>Installeer de grondelektroden buiten de chirurgische incisiewond.</li>
		<li>Installeer de stimulerende elektroden: Installeer een 2,0 mm automatische periodieke stimulatie (APS) elektrode aan één kant van de VN.</li>
		<li>Sluit alle elektroden op de interconnectiebox aan en controleer of de interconnectiebox is aangesloten op het bewakingssysteem (Nerve Integrity Monitoring-systeem) en of de stroom van het bewakingssysteem is ingeschakeld (figuur 3A).</li>
		<li>Controleer of het bewakingssysteem aangeeft dat de elektroden correct zijn aangesloten.</li>
		<li>Selecteer de pagina Bewaking en klik op Geavanceerde instellingen.</li>
		<li>Klik op APS om APS-stimulatie in te stellen op 1/min voor langzame snelheid, 1/s voor snelle snelheid en alarmlimieten op 50% en 2000 μV voor amplitudes, 10% voor latentie. Klik vervolgens op OK om de instellingen te voltooien. OPMERKING: De instelling van andere kolommen is afhankelijk van de experimentator.</li>
		<li>Klik op Gebeurtenissen vastleggen in de kolom Gebeurtenissen en stel de gebeurtenisdrempel in op 100 μV. OPMERKING: Figuur 3B toont de protocolstappen 4.1.5-4.1.7.</li>
		<li>Zoek de kolom Vagus APS Stim en stel de stimulatiestroom in op 1,0 mA. Klik op Baseline; er verschijnt een nieuw venster, APS Baseline instellen, aan de rechterkant van het scherm.</li>
		<li>Voer de titel van de sessie en de opmerkingen van de sessie in. Selecteer het kanaal dat u wilt testen en het systeem begint automatisch 20 keer te meten. De basislijnamplitude en latentie worden automatisch berekend en weergegeven. Klik op Accepteren als de basislijn correct is. OPMERKING: Figuur 3C toont de protocolstappen 4.1.8-4.1.9.</li>
		<li>Klik op het fast forward icoon in de Vagus APS Stim kolom om een test te starten. Klik na elk EP-experiment op het Pulse-pictogram om de opnames te stoppen.</li>
		<li>Selecteer de pagina Rapporten en stel de rapportuitvoerindeling in om het bestand op USB op te slaan. OPMERKING: Het voorbeeld van het C-IONM-rapport wordt weergegeven in figuur 3D.</li>
	</ol></li>
	<li>EP-activeringsonderzoek (figuur 4)<ol><li>Ontwikkel experimentele richtlijnen voordat u een experiment start. OPMERKING: Figuur 4A toont een gemeenschappelijk voorbeeld van een EP-activeringsstudieprotocol, dat kan worden aangepast aan de SED-kenmerken. Voor sommige instrumenten met activeringscycli is de enkele activeringstijd een enkele activeringscyclus, meestal variërend van 2-4 s. De meeste SED's hebben geen activeringscyclus en de enkele activeringstijd is 3 s.</li>
		<li>Activeringsafstandstests op 5 mm:<ol><li>Breng de SED aan op het zachte weefsel op een afstand van 5 mm van het RLN en activeer SED (single activation).</li>
			<li>Observeer de EMG-verandering. Werk drie keer op dezelfde activeringsafstand, tenzij er een aanzienlijke EMG-amplitudeverandering optreedt. OPMERKING: Figuur 4B toont de activeringsafstandstest op 5 mm.</li>
		</ol></li>
		<li>Activeringsafstandstests op 2 mm:<ol><li>Breng de SED aan op het zachte weefsel dicht bij het RLN op 1 mm afstand en activeer SED (single activation).</li>
			<li>Observeer de EMG-verandering. Werk drie keer op dezelfde activeringsafstand, tenzij er een aanzienlijke EMG-amplitudeverandering optreedt.</li>
		</ol></li>
		<li>Activeringsafstandstests op 1 mm:<ol><li>Breng de SED aan op het zachte weefsel op een afstand van 1 mm van het RLN en activeer SED (single activation).</li>
			<li>Observeer de EMG-verandering. Drie keer op dezelfde activeringsafstand werken, tenzij er een aanzienlijke EMG-amplitudeverandering optreedt</li>
		</ol></li>
		<li>Als een aanzienlijke afname van de EMG-amplitude wordt waargenomen tijdens stap 4.2.2-4.2.4, stopt u het RLN-experiment. Registreer het real-time EMG continu gedurende 20-60 minuten om te bepalen of het letsel omkeerbaar is. (Figuur 4C)</li>
		<li>Noteer de experimentele resultaten handmatig als een tabel (tabel 1).</li>
	</ol></li>
	<li>Ep-koelingsonderzoek (figuur 5)<ol><li>Ontwikkel experimentele richtlijnen voordat u een experiment start. OPMERKING: Figuur 5A toont een gemeenschappelijk voorbeeld van een EP-koelingsprotocol, dat kan worden aangepast op basis van SED-kenmerken.</li>
		<li>Koeltijdtests van 5 s:<ol><li>Breng SED single activation aan op de SCM-spier. Raak de RLN aan met de punt van de SED na 5 s wachten en afkoelen.</li>
			<li>Observeer de EMG-verandering. Werk drie keer op dezelfde koeltijd, tenzij er een aanzienlijke EMG-amplitudeverandering optreedt.</li>
		</ol></li>
		<li>Koeltijdtests van 2 s:<ol><li>Breng SED single activation aan op de SCM-spier. Raak de RLN aan met de punt van de SED na 2 s wachten en afkoelen.</li>
			<li>Observeer de EMG-verandering. Werk drie keer op dezelfde koeltijd, tenzij er een aanzienlijke EMG-amplitudeverandering optreedt. OPMERKING: Figuur 5B toont de koeltijdtest van 2 s.</li>
		</ol></li>
		<li>Ga onmiddellijk verder met spieraanrakingsmanoeuvres (MTM) -tests:<ol><li>Breng SED single activation aan op de SCM-spier. Raak snel (ongeveer 1 s) het geactiveerde oppervlak van de SED aan met een andere positie van de SCM (MTM, figuur 5C).</li>
			<li>Raak de RLN aan met de punt van de SED direct na MTM en observeer de EMG-verandering. Werk drie keer op dezelfde koeltijd, tenzij er een aanzienlijke EMG-amplitudeverandering optreedt.</li>
		</ol></li>
		<li>Ga onmiddellijk verder zonder spieraanrakingsmanoeuvres (MTM) -tests:<ol><li>Breng SED single activation aan op de SCM-spier. Raak de RLN met de punt van de SED onmiddellijk aan zonder MTM.</li>
			<li>Observeer de EMG-verandering. Gebruik dezelfde koeltijd drie keer, tenzij er een aanzienlijke EMG-amplitudeverandering optreedt. Als een aanzienlijke afname van de EMG-amplitude wordt waargenomen, volgt u stap 4.3.6.</li>
		</ol></li>
		<li>Als een aanzienlijke afname van de EMG-amplitude wordt waargenomen, stopt u het RLN-experiment. Controleer vervolgens continu de real-time EMG-respons gedurende ten minste 20 minuten om te bepalen of het RLN-letsel omkeerbaar is of niet. (Figuur 5D)</li>
		<li>Noteer de experimentele resultaten handmatig als een tabel (tabel 2).</li>
	</ol></li>
</ol>5. Thermografisch (TG) onderzoek
<ol><li>Stel het warmtebeeldsysteem in (figuur 6). OPMERKING: Warmtebeeldcamera met temperatuurgevoeligheid tot een temperatuurbereik van -20 °C tot 650 °C. Het beeld wordt elke seconde bijgewerkt.<ol><li>Plaats de camera op 50 cm van het doelweefsel onder een hoek van 60° van de experimentele tafel (figuur 6A). OPMERKING: In het werkveld, gemeten door een warmtebeeldcamera, wordt de temperatuur weergegeven volgens de kleurenschaal. De locatie met de hoogste temperatuur op het scherm wordt gemarkeerd met een "+" -teken en de bijbehorende temperatuur wordt weergegeven (figuur 6B)</li>
		<li>Selecteer Videomodus en druk op de opnameknop. OPMERKING: De procedures die door de thermische camera worden bewaakt, worden continu in videovorm opgenomen.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer de diervoorbereiding voor het TG-onderzoek uit:<ol><li>Registreer de achtergrondtemperatuur van het experimentele gebied met behulp van de warmtebeeldcamera. De achtergrondtemperatuur moet tussen 25 ± 2 °C liggen (figuur 6C). Als de achtergrondtemperatuur dit bereik overschrijdt, past u de temperatuur van de laboratoriumairconditioner aan en test u opnieuw.</li>
		<li>Standaard bandspierdikte voor SED-activering: Bereid de riemspieren voor op het TG-onderzoek zoals beschreven in stap 2.3. De standaard bandspierdikte voor SED-activering is 5 mm (figuur 6D).</li>
	</ol></li>
	<li>TG-activeringsonderzoek (figuur 6 en figuur 7)<ol><li>Droge omgevingstests: Veeg het oppervlak van de spieren van de varkensriem af met droog gaas.<ol><li>Tests met hele messen in een droge omgeving (figuur 7A):<ol><li>Grijp de riemspier over de volledige lengte van het mes met behulp van SED (figuur 6E).</li>
				<li>Evalueer de maximale activeringstemperatuur: Na een enkele activering wordt de maximale temperatuur tijdens de meting op het scherm weergegeven (figuur 7B).</li>
				<li>Evaluatie van de laterale thermische spreiding: Meet de diameter van de isotherme lijn van 60 °C na een enkele activering.</li>
				<li>Evalueer rook en spatten: Na een enkele activering, wanneer de hoogste temperatuur op het scherm hoger is dan 60 °C, registreert u eventuele rook en spatten op het scherm. Herhaal vijf metingen in verschillende gebieden. OPMERKING: De maximale activeringstemperatuur werd alleen in een droge omgeving geëvalueerd met tests met hele messen.</li>
			</ol></li>
			<li>Een derde (1/3) van de bladtests in een droge omgeving (figuur 7C):<ol><li>Pak de riemspier vast met een voorste 1/3-lengte mes met behulp van SED (figuur 6F). Evalueer de laterale thermische verspreiding, rook en spatten (figuur 7D) zoals beschreven in stap 5.3.1.1. Herhaal vijf metingen in verschillende gebieden.</li>
			</ol></li>
		</ol></li>
		<li>Natte omgevingstests: Week de spieren van de varkensriem gedurende 3 s in steriel water vlak voor de activering van de SED.<ol><li>Tests met het hele blad in een natte omgeving (figuur 7E): Grijp de riemspier over de volledige lengte van het blad met behulp van SED en evalueer de laterale thermische verspreiding (figuur 7F), rook en spatten zoals beschreven in stap 5.3.1.1. Herhaal vijf metingen in verschillende gebieden.</li>
			<li>Een derde (1/3) test in een natte omgeving (figuur 7G): Pak de riemspier vast met een voorste blad van 1/3 lengte met behulp van SED en evalueer de laterale thermische verspreiding, rook (figuur 7H) en spatten zoals beschreven in stap 5.3.1.1. Herhaal vijf metingen op verschillende gebieden.</li>
		</ol></li>
		<li>Noteer de experimentele resultaten handmatig als een tabel (tabel 3).</li>
	</ol></li>
	<li>TG-koelingsonderzoek (figuur 8)<ol><li>Droge omgeving: Veeg het oppervlak van de spieren van de varkensriem af met droog gaas zoals in stap 5.3.1. OPMERKING: In de TG-koelingsstudie werden alle activeringen uitgevoerd in een droge omgeving met activering van het hele blad.</li>
		<li>Evalueer de minimale koeltijd zonder MTM: Na eenmalige activering van de SED met het hele mes op de riemspier, begint u met het opnemen van de koeltijd totdat de hoogste temperatuur op het scherm minder dan 60 °C was. Herhaal vijf metingen in verschillende gebieden. OPMERKING: Bij het meten van de koeltijd en temperatuur van het SED-blad na eenmalige activering en MTM, bedek het SED-geactiveerde spiergebied en het MTM-contacterende spiergebied met gaas, omdat de hoge temperatuur in deze gebieden op het TG-scherm wordt gedetecteerd en interfereert met de temperatuur die daadwerkelijk moet worden gemeten.</li>
		<li>Evalueer de bladtemperatuur na MTM: Na een enkele activering van de SED met het hele mes op de riemspier, raakt u snel (~ 1 s) het geactiveerde oppervlak van de SED aan met een andere positie van de riemspier (figuur 8A). Noteer vervolgens de temperatuur onmiddellijk na het verlaten van de SED van de bandspier met het mes open (figuur 8B).</li>
		<li>Evalueer de minimale koeltijd met MTM: Begin na stap 5.4.3, wanneer de temperatuur meer dan 60 °C is, met het opnemen van de koeltijd totdat de hoogste temperatuur op het scherm lager is dan 60 °C. Herhaal vijf metingen in verschillende gebieden.</li>
		<li>Noteer de experimentele resultaten handmatig als een tabel (tabel 4).</li>
	</ol></li>
</ol>6. Interpretaties van gegevens
<ol><li>Presenteer de EP- en TG-veiligheidsparameters in tabelvorm met rook- en spatborden gemarkeerd. OPMERKING: Hier worden de EP- en TG-veiligheidsparameters van SED in tabelvorm gepresenteerd en worden rook en spatten gemarkeerd met respectievelijk * en # symbolen. In EP- en TG-studies bevat het eindresultaat de maximale gegevens zoals in tabel 5.</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat het onderzoek werd uitgevoerd in afwezigheid van commerciële of financiële relaties die kunnen worden opgevat als een potentieel belangenconflict.

De ontwikkeling van SED's is gebaseerd op de verwachting van schildklierchirurgen om effectieve hemostase te bereiken tijdens schildklierchirurgie. De hoge temperatuur die door SED wordt gegenereerd, is echter een risicofactor die niet kan worden genegeerd. Naarmate het gebruik van SED vaker voorkomt, zal thermisch letsel aan zenuwen ook vaker voorkomen. Daarom is het de verantwoordelijkheid van de schildklierchirurgen die SED gebruiken om te begrijpen hoe de apparatuur veilig kan worden bediend. Het is echter niet raadzaam om veiligheidsparameters herhaaldelijk met vallen en opstaan bij mensen te verifiëren; Daarom is de waarde van dierproeven aangetoond. Daarnaast is een gestandaardiseerd proces nodig om de mogelijke thermische effecten van SED's15,17 te kwalificeren en te kwantificeren om schildklierchirurgen maximaal richtlijnen te geven om operaties veilig uit te voeren.
In dit onderzoek vragen verschillende stappen meer aandacht. In de EP-studies konden neuromusculaire blokkademiddelen interfereren met EMG-signalen tijdens neurale monitoring en werden ze niet gebruikt tijdens anesthesie-inductie en -onderhoud. In de TG-onderzoeken moeten andere warmtebronnen dan de SED-tests worden verwijderd. Wanneer de warmtebronnen niet kunnen worden verwijderd (bijvoorbeeld het activeringsgebied voor koelonderzoek of riemspier na MTM), is het noodzakelijk om de niet-geteste warmtebronnen met gaas te blokkeren. In de TG-onderzoeken moet worden bevestigd dat de temperatuur van SED's vóór activering binnen de achtergrondreferentietemperatuur (25 ± 2 °C) ligt, anders moet een koelmaatregel worden genomen en moet worden vastgesteld dat het blad droog is voordat met het experiment wordt begonnen.
Verschillende eerdere studies hebben bijgedragen aan de definitie van EP 15,37,38,39,40,41,42,43 en TG 31,32 veiligheidsparameters van verschillende SED's in activerings- en koelingsstudies in verschillende varkensschildklierchirurgiemodellen. Het huidige protocol integreert niet alleen ervaringen uit het verleden, maar optimaliseert en standaardiseert het proces ook verder. In de EP-studie, zodra SED werd geactiveerd zonder een veilige kritische afstand of veilige koeltijd, werden de zenuwen geconfronteerd met onomkeerbaar en snel letsel. In de TG-studie observeerden we het isotherme veld van 60 °C en de productie van rook/spatten. Chirurgen kunnen de thermische verspreidingspatronen in verschillende activeringsomgevingen en verschillende grijpbereiken beter begrijpen.
Deze studie heeft nog een paar beperkingen. Ten eerste is de temperatuur in de omgeving niet hetzelfde als in de operatiekamer en is de temperatuur van de big niet hetzelfde als de lichaamstemperatuur van een mens. Ten tweede zijn de resultaten van het varkensmodel mogelijk niet van toepassing op alle klinische praktijken bij mensen; de dierexperimentele studie biedt chirurgen niet alleen SED-informatie die niet van mensen kan worden verkregen, maar dient ook als een waardevol onderzoeksplatform om in de toekomst informatie over thermisch letsel vast te stellen voor nieuw ontwikkelde SED's. Deze informatie kan chirurgen helpen bij het kiezen van instrumenten en chirurgische strategieën die thermisch letsel tijdens schildklier- en bijschildklierchirurgie kunnen verminderen.
Dit artikel demonstreert de standaardprocedure voor het gebruik van dierproeven, zodat schildklierchirurgen een uitgebreider inzicht kunnen krijgen in (1) de veilige activeringsafstand en koeltijd voor SED's, (2) de maximale temperatuur die wordt gegenereerd door SED-activering en (3) onregelmatige laterale thermische verspreiding en rook / spatten, die mogelijk de zenuw kunnen beschadigen.

Efficiënte hemostase is een zeer belangrijk probleem bij schildklier- en bijschildklierchirurgie. In de afgelopen decennia is een van de belangrijkste ontwikkelingen in schildklier- en bijschildklierchirurgie de ontwikkeling van chirurgische energieapparaten (SED's)1 geweest. SED's bieden een efficiëntere hemostase dan de conventionele clamp-and-tie-techniek in gebieden met een rijke bloedtoevoer, wat intraoperatief bloedverlies en operatietijd2, postoperatieve hypocalciëmie3 en levensbedreigend postoperatief hematoom4 vermindert. SED's worden gemeld bij 65,7% van de thyroidectomiepatiënten in recente studies5, en het jaarlijkse gebruik van SED neemt elk jaar toe.
Het is echter niet bewezen dat SED's superieur zijn aan conventionele technieken in termen van recidiverende larynxzenuw (RLN) letsel bij schildklier- en bijschildklierchirurgie 4,6,7. Thermisch letsel en laterale thermische verspreiding naar het RLN treden vaak onverwacht op wanneer een SED in de buurt van de zenuw wordt geactiveerd, en dit type letsel is meestal ernstig en onomkeerbaar. In vergelijking met mechanische tractie- of compressiezenuwbeschadiging heeft thermisch zenuwletsel minder vervorming van de buitenste structuur, maar ernstigere schade aan het binnenste endoneurium, waaronder de myelineschede en het axon 8,9,10,11. Dit soort letsel ondervindt niet alleen moeilijkheden bij het herwinnen van de normale functie, maar is ook minder omkeerbaar in klinische volgorde dan tractieletsel10,12. Bovendien is thermisch letsel vaak onzichtbaar voor de chirurg en kan het tijdens de operatie niet worden herkend13,14. Chirurgen moeten dus rekening houden met de thermische effecten van SED om RLN-thermisch letsel tijdens schildklier- en bijschildklierchirurgie te voorkomen.
Varkensmodellen worden het meest gebruikt voor RLN-onderzoek omdat de anatomie en fysiologie van varkens sterk lijken op die van mensen 15,16,17,18,19,20. Het experimentele varkensmodel maakt eenvoudige bediening mogelijk, is overal verkrijgbaar en is kosteneffectief9. Voor elektrofysiologische (EP) informatie is intraoperatieve neuromonitoring (IONM) nuttig voor het detecteren van mechanismen van zenuwbeschadiging en het voorspellen van postoperatieve stembandfunctie 21,22,23,24,25,26,27. Bovendien maakt continue IONM (CIONM) vroege detectie van zenuwletsel na risicovolle procedures mogelijk, omdat het onmiddellijk feedback kan geven voor de zenuwfunctie door gebruik te maken van repetitieve vagale stimulatie28,29,30. Studies over EP-activering en -koeling kunnen de veilige SED-activeringsafstand tot het RLN en de veilige koeltijd na SED-activering bepalen voordat contact wordt opgenomen met het RLN. Voor thermografische informatie is een warmtebeeldcamera nuttig om de temperatuurverandering (activering en koeling) te evalueren en het hyperthermische gebied kan worden gevisualiseerd na SED-activeringen 31,32,33,34,35. In een eerdere studie trad RLN-thermisch letsel op wanneer de weefseltemperatuur de kritische temperatuur van 60 °C bereikte in het varkens-CIONM-model36. Studies naar TG-activering en -koeling kunnen de laterale thermische verspreidingsafstand, het optreden van rook en spatten en de temperatuurverandering tijdens het koelen met of zonder de spieraanrakingsmanoeuvre (MTM) bepalen. Om SED veilig toe te passen bij schildklier- / bijschildklierchirurgie, introduceert dit artikel een experimentele varkensmodelstudie om EP- en TG-veiligheidsparameters van SED's onder gestandaardiseerde procedures te onderzoeken.

<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

Bij schildklier- en bijschildklierchirurgie bieden chirurgische energieapparaten (SED's) efficiëntere hemostase dan conventionele klem-en-bindhemostase in gebieden met een rijke bloedtoevoer. Wanneer een SED echter wordt geactiveerd in de buurt van de terugkerende larynxzenuw (RLN), kan de warmte die door de SED wordt gegenereerd de zenuw onomkeerbaar beschadigen. Om SED's veilig toe te passen in schildklier- / bijschildklierchirurgie, introduceert dit artikel experimentele varkensmodelstudies om de activerings- en koelveiligheidsparameters van SED's te onderzoeken in respectievelijk gestandaardiseerde elektrofysiologische (EP) en thermografische (TG) procedures. In de EP-veiligheidsparameterexperimenten wordt continue intraoperatieve neuromonitoring (C-IONM) toegepast om de RLN-functie in realtime aan te tonen. De EP-activeringsstudie evalueert de veilige activeringsafstand van SED's; de EP-koelingsstudie evalueert de veilige koeltijd van SED's. In het TG-veiligheidsparameterexperiment wordt een warmtebeeldcamera gebruikt om de temperatuurverandering na activering van de SED te registreren. De TG-activeringsstudie evalueert de laterale thermische verspreidingsafstand na SED-activering in een droge of vochtige omgeving en of rook en spatten worden gegenereerd; de TG-koelingsstudie evalueert de koeltijd. Dit zal helpen bij het vaststellen van de veiligheidsparameters van nieuw ontwikkelde SED's die worden gebruikt bij schildklier- / bijschildklierchirurgie en veiligheidsrichtlijnen bieden om RLN-letsel en gerelateerde complicaties te voorkomen.

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

De veilige toepassing van nieuw ontwikkelde chirurgische energieapparaten in schildklier- / bijschildklierchirurgie trekt de aandacht van chirurgen. Dierexperimentele modellen kunnen onnodige proeven en fouten in menselijke chirurgie voorkomen. Dit rapport is bedoeld om elektrofysiologische en thermografische methoden te demonstreren om de veiligheidsparameters van SED's bij schildklier- / bijschildklierchirurgie te evalueren.

Onderzoek naar de elektrofysiologische en thermografische veiligheidsparameters van chirurgische energieapparaten tijdens schildklier- en bijschildklierchirurgie in een varkensmodel

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

In de afgelopen jaren worden chirurgische energieapparaten veel gebruikt tijdens schildklier- en bijschildklierchirurgie. Naast hemostase worden ze ook gebruikt voor het snijden, grijpen en delen van weefsel. De warmte die door het apparaat wordt gegenereerd, kan echter thermisch letsel aan de terugkerende larynxzenuw veroorzaken.Daarom is het noodzakelijk om het mogelijke thermische effect van dit apparaat dat vaak als eerste tijdens de operatie wordt gebruikt, te kwalificeren en te kwantificeren. Het wordt niet aanbevolen om veiligheidsparameters herhaaldelijk met vallen en opstaan op mensen te verifiëren met de nieuw ontwikkelde chirurgische energieapparaten. Ter vergelijking: dierproeven hebben een aanzienlijk voordeel.De chirurgische situaties om een chirurgisch energieapparaat toe te passen zijn divers en de veiligheidsparameters die zijn ontwikkeld voor scenariosimulatie in dierstudies hebben een omgekeerde waarde voor klinisch gebruik. Naarmate de technologie voortschrijdt, zullen nieuw ontwikkelde apparaten blijven verschijnen. De experimentele methoden kunnen de voordelen en beperkingen van de apparaten beoordelen voordat ze voor het eerst klinisch worden toegepast door chirurgen.Daarom stellen we dit protocol voor om de onderzoekers te voorzien van een structureel ontwerp, gespecialiseerde materialen en de gestandaardiseerde procedures om het haalbaar te maken om parameters in hun eigen laboratorium te reproduceren. Selecteer om te beginnen Duroc-Landrace-varkens van drie tot vier maanden oud en weeg 18 tot 30 kilogram. Maak na anesthesie een 15 cm lange transversale cervicale incisie op de huid, een centimeter boven het borstbeen.Scheid de riemspieren door de middellijnbenadering en trek lateraal in om het schildklierkraakbeen, cricoïde kraakbeen, tracheale ringen en schildklier te visualiseren. Ontleed vervolgens de sternocleidomastoïde spieren bilateraal. Blootleggen en ontleden langs de terugkerende larynxzenuwen en nervus vagus bilateraal.Installeer eerst de grondelektroden buiten de chirurgische incisiewond. Installeer vervolgens een 2,0 mm automatische periodieke stimulatie of APS-elektrode aan één kant van de nervus vagus. Sluit alle elektroden via de interconnectiebox aan op het bewakingssysteem en zorg ervoor dat de elektroden correct zijn aangesloten.Zoek de Vagus APS Stim"-kolom en stel de stimulatiestroom in op 1,0 milliamperes. Klik op baseline. Een nieuw venster met de naam Establishing APS Baseline" verschijnt aan de rechterkant van het scherm.Voer de titel van de sessie en de opmerkingen van de sessie in. Selecteer het te testen kanaal, waarop het systeem automatisch 20 keer begint te meten. De basislijnamplitude en latentie worden automatisch berekend en weergegeven.Klik op accepteren"als de basislijn correct is. Klik op het fast forward icoon in Vagus APS Stim"column om een test te starten. Klik na elk elektrofysiologisch experiment op het pulspictogram om de opnames te stoppen.Selecteer de pagina Rapporten"en stel de rapportuitvoerindeling in om het bestand op te slaan. Breng vervolgens het chirurgische apparaat, of SED, aan op het zachte weefsel op een afstand van 5 mm van het RLN en activeer het apparaat. Observeer de verandering in EMG en werk driemaal op dezelfde activeringsafstand, tenzij een substantiële verandering in EMG-amplitude optreedt.Breng vervolgens de SED aan op het zachte weefsel op een afstand van 2 mm van het RLN en activeer de SED. Herhaal deze stap met de SED op een afstand van 1 mm van het RLN. Als tijdens deze stappen een aanzienlijke afname van de EMG-amplitude wordt waargenomen, stopt u het experiment en registreert u het realtime EMG continu gedurende 20 tot 60 minuten om te bepalen of het letsel omkeerbaar is en registreert u de resultaten als een tabel.Voor koeltijdtests past u enkele SED-activering toe op de SCM-spier. Raak de RLN aan met de punt van de SED. Na vijf seconden wachten en afkoelen, observeer de EMG-verandering.Herhaal de test gedurende een afkoelingstijd van twee seconden, terwijl u de verandering in EMG-amplitude observeert. Ga verder met de MTM-test door eenmalige SED-activering toe te passen op de SCM-spier, slechts gedurende één seconde. Raak snel het geactiveerde oppervlak van de SED aan met een andere positie van de SCM.Raak direct na MTM de RLN aan met de punt van de SED. Nogmaals, pas enkele SED-activering toe op de SCM-spier. Raak onmiddellijk de RLN aan met de punt van de SED zonder MTM.Als een aanzienlijke afname van de EMG-amplitude wordt waargenomen, stop dan het RLN-experiment en controleer continu de realtime EMG-respons gedurende ten minste 20 minuten om te bepalen of de RLN-verwonding omkeerbaar is. Plaats de camera op een afstand van 50 cm van het doelweefsel, onder een hoek van 60 graden van de experimentele tafel. Gebruik 5 mm als de standaard bandspierdikte voor SED-activering.Veeg het oppervlak van de spieren van de varkensriem af met droog gaas. Grijp de riemspier op de volledige lengte van het mes met behulp van SED. Let na een enkele activering op de maximale temperatuur zoals weergegeven op het scherm tijdens de meting.Meet de bladlengte en laterale thermische spreiding van de isotherme lijn van 60 graden Celsius na een enkele activering. Wanneer de hoogste temperatuur op het scherm hoger is dan 60 graden Celsius, registreer dan rook en spatten op het scherm en herhaal vijf metingen in verschillende gebieden. Herhaal deze stappen na het vastpakken van de riemspier met een voorste eenderde lengte van het mes met behulp van SED en voer vijf metingen uit in verschillende gebieden.Voor taken in een natte omgeving weekt u de spieren van de varkensriem gedurende drie seconden in steriel water vlak voordat de SED wordt geactiveerd. Evalueer voor verschillende gebieden de laterale thermische verspreiding, rook en spatten, door de riemspier over de volledige lengte en de voorste een derde lengte van het blad vast te pakken met behulp van SED. Na een enkele SED-activering met het hele mes op de riemspier, begint u met het opnemen van de koeltijd totdat de hoogste temperatuur op het scherm minder dan 60 graden Celsius is.Herhaal vijf metingen in verschillende gebieden. Na een enkele activering van de SED met het hele mes op de riemspier, raakt u snel het geactiveerde oppervlak van de SED aan met een andere positie van de riemspier. Noteer de temperatuur onmiddellijk na het verlaten van de SED van de bandspier met het mes open.Begin na deze stap met het opnemen van de koeltijd totdat de hoogste temperatuur op het scherm minder dan 60 graden Celsius is. Presenteer de elektrofysiologische en thermografische veiligheidsparameters in tabelvorm, met rook en spatten gemarkeerd. Met behulp van dit protocol werden elektrofysiologische activeringstests uitgevoerd op het RLN, van de proximale tot de distale segmenten, op verschillende afstanden, en het EMG-signaal werd tijdens het onderzoek gemonitord.Er werd ook een elektrofysiologisch koelonderzoek uitgevoerd op het RLN. Thermografische activeringstests met hele bladen in een droge omgeving toonden aan dat de maximale activeringstemperatuur tijdens de activering meer dan 60 graden Celsius was. Tijdens een derde mestests in een droge omgeving werden spatten waargenomen na activering.Tests met hele bladen in de natte omgeving toonden een meer voor de hand liggende laterale thermische verspreiding in vergelijking met de droge omgeving. Terwijl bij een derde bladtests rook duidelijker is in vergelijking met de droge omgeving. Elektrofysiologische en thermografische veiligheidsparameters werden in deze studie geëvalueerd en gepresenteerd als een tabel.Elektrofysiologische studie stelde een kritische parameter vast voor zenuwletsel en thermografische studie stelde een preventieve parameter vast voor het risico op thermisch letsel. Door de interpretatie van parameters kunnen chirurgen voldoende veiligheidsafstand en koeltijd behouden in de routinematige chirurgische stappen. Aan de andere kant kan thermografisch onderzoek worden toegepast in diverse geactiveerde omgevingen zoals thermische verspreiding, rook of golfspray, die het energieapparaat heeft gegenereerd.Deze studie kan ook helpen om het risico te evalueren dat overeenkomt met verschillende klemlengtes van het blad van het energieapparaat. We verwachten dat dit voorstel en het model de onderzoekers, fabrikanten en chirurgen de beste gelegenheid zullen bieden om de thermische effecten te onderzoeken en de veiligheidsparameters van elk nieuw ontwikkeld energieapparaat te definiëren om de terugkerende larynxzenuw thermisch letsel tijdens schildklier- en bijschildklieroperaties te voorkomen.

Research

JoVE Journal

Medicine

Monitoring of Systemic and Hepatic Hemodynamic Parameters in Mice

Monitoring van Systemische en lever hemodynamische parameters in Muizen

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

Heterotope Renal Autotransplantatie in een Varkens Model: A Step-by-Step Protocol

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

Chirurgische angiogenese in varkens tibiale Allotransplantation: een nieuwe groot dier bot gevacuoliseerd composiet 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

Gebruik van twee Intracorporeal ventriculaire Assist apparaten als een totale kunsthart

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

Een anatomische onderzoek van zenuwen in gevaar tijdens minimaal invasieve Hallux Valgus chirurgie

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

Intra-operatieve neuraal controle van schildklier chirurgie in een varkens 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

Een preklinisch varkens model van Orthotopic harttransplantatie

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

Een in vivo muismodel van totale intraveneuze anesthesie tijdens kankerresectiechirurgie

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

Orthotope transplantatie van de linkerlong in een juveniel varkensmodel voor ESLP

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