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 studien ble støttet av tilskudd fra Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University (KMUH109-9M44), Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital / Kaohsiung Medical University Research Center tilskudd (KMHK-DK (C) 110009, I-109-04, H-109-05, I-108-02), og Ministry of Science and Technology (MOST 109-2628-B-037-014, MOST 110-2314-B-037-104-MY2, MOST 110-2314-B-037-120), Taiwan.

Dyreforsøkene ble godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) ved Kaohsiung Medical University, Taiwan (protokollnr: IACUC-110082).
1. Dyreforberedelse og anestesi
<ol><li>Betingelser for valg av svin: Velg Duroc-Landrace griser i alderen 3 til 4 måneder og veier 18 til 30 kg.</li>
	<li>Forberedelse før forsøket: Fast grisene i 8 timer uten mat og 2 timer uten vann før anestesi.</li>
	<li>Anestesiinduksjon: Administrer 2 mg/kg tiletamin/zolazepam intramuskulært 30 minutter før kirurgi MERK: Nevromuskulære blokademidler ble ikke brukt under anestesiinduksjon.</li>
	<li>Endotrakealrørvalg: Bruk en 6,0 mm kommersiell elektromyografi (EMG) endotrakealrør (opptakselektrodene) på den måten som rutinemessig brukes klinisk.</li>
	<li>Intubasjon: La anestesiologen intubere opptakselektrodene ved hjelp av direkte laryngoskopi i mageleie. I denne studien ble endotrakealrøret festet til 24 cm gjennom endetidalt karbondioksid (etCO2) overvåking og brystauskultasjon for å sikre riktig rørplassering.</li>
	<li>Anestesi vedlikehold: Plasser grisen på ryggen, forleng nakken og fest endotrakealrøret. Sett tidevannsvolumet til 8 til 12 ml/kg og en respirasjonsfrekvens på 15 til 20 pust per minutt. Bruk 1% til 2% sevofluran for generell anestesi vedlikehold. MERK: Nevromuskulære blokkmidler ble ikke brukt under anestesivedlikehold.</li>
	<li>Under forsøket, i tillegg til kontinuerlig overvåking av dyrets kjerne kroppstemperatur, er det viktig å sikre at eksperimentell temperatur er innenfor et passende område. Hvis dyret opplever et fall i kroppstemperaturen, bør umiddelbar termisk støtte som et varmt teppe gis.</li>
</ol>2. Dyreoperasjoner (figur 1 og figur 2)
<ol><li>Bekreft et kirurgisk plan av anestesi.</li>
	<li>Hudsnitt: Gjør et 15 cm tverrgående cervikalt snitt på huden 1 cm over brystbenet (figur 1A).</li>
	<li>Øk den subplastysmale klaffen til hyoidbennivået.</li>
	<li>Separer stroppemusklene via midtlinjetilnærmingen, og trekk sideveis for å visualisere skjoldbruskkjertelen, cricoid brusk, trakealringer og skjoldbruskkjertelen. MERK: Kantene på stroppemusklene må dissekeres nøye og pent for TG-studier.</li>
	<li>Etter eksponering dissekeres sternokleidomastoide muskler (SCM) bilateralt (figur 1B). MERK: Kantene på SCM-ene må dissekeres nøye og pent for EP-studier.</li>
	<li>Identifisere, eksponere og dissekere langs residiverende larynxnerver (RLN) og vagusnerver (VN) bilateralt (figur 2). MERK: IONM kan hjelpe deg med dette trinnet.</li>
	<li>Utfør eksperimentene med EP- og TG-studier etter trinn 4 og trinn 5.</li>
	<li>Etter å ha fullført hele forsøket, hold grisungene under 4% -6% sevofluran og avlive dem humant ved en overdose tiletamin/zolazepam (6 mg/kg).</li>
</ol>3. Informasjon og innstillinger for kirurgiske energienheter (SED)
<ol><li>For detaljer om SED, se materialfortegnelsen. MERK: Denne studien bruker avanserte bipolare SEDs (referert til som enhet A) for å demonstrere EP- og TG-studiene.</li>
</ol>4. Elektrofysiologisk (EP) studie
<ol><li>Kontinuerlig IONM-innstilling (figur 3) MERK: Kontroller at opptakselektrodene er intubert som nevnt i trinn 1.5.<ol><li>Monter jordelektrodene utenfor det kirurgiske snittsåret.</li>
		<li>Installer de stimulerende elektrodene: Installer en 2,0 mm automatisk periodisk stimulering (APS) elektrode på den ene siden av VN.</li>
		<li>Koble alle elektrodene på samtrafikkboksen, og kontroller at samtrafikkboksen er koblet til overvåkingssystemet (Nerve Integrity Monitoring system) og at strømmen til overvåkingssystemet er på (figur 3A).</li>
		<li>Bekreft at overvåkingssystemet viser at elektrodene er riktig tilkoblet.</li>
		<li>Velg Overvåking-siden , og klikk på Avanserte innstillinger.</li>
		<li>Klikk APS for å sette APS-stimulering til 1/min for lav hastighet, 1/s for rask hastighet og alarmgrenser til 50 % og 2000 μV for amplituder, 10 % for ventetid. Klikk deretter på OK for å fullføre innstillingene. MERK: Innstillingen for andre kolonner avhenger av eksperimentøren.</li>
		<li>Klikk på Hendelsesopptak i kolonnen Hendelser , og sett hendelsesterskelen til 100 μV. MERK: Figur 3B viser protokolltrinnene 4.1.5-4.1.7.</li>
		<li>Finn Vagus APS Stim-kolonnen , og sett stimuleringsstrømmen på 1,0 mA. Klikk på Baseline; et nytt vindu, Etablering av APS Baseline, vises på høyre side av skjermen.</li>
		<li>Skriv inn økttittel og øktkommentarer. Velg kanalen som skal testes, og systemet vil automatisk begynne å måle 20 ganger. Grunnlinjeamplitude og latens beregnes og vises automatisk. Klikk på Godta hvis grunnlinjen er riktig. MERK: Figur 3C viser protokolltrinnene 4.1.8-4.1.9.</li>
		<li>Klikk på Fast Forward-ikonet i Vagus APS Stim-kolonnen for å starte en test. Etter hvert EP-eksperiment klikker du på Pulse-ikonet for å stoppe opptakene.</li>
		<li>Velg Rapporter-siden , og angi rapportutdataformatet for å lagre filen på USB. MERK: Eksempelrapporten C-IONM er vist i figur 3D.</li>
	</ol></li>
	<li>EP-aktiveringsstudie (figur 4)<ol><li>Utvikle eksperimentelle retningslinjer før du starter et eksperiment. MERK: Figur 4A viser et vanlig eksempel på EP-aktiveringsstudieprotokoll, som kan justeres i henhold til SED-egenskaper. For noen instrumenter med aktiveringssykluser er den enkle aktiveringstiden en enkelt aktiveringssyklus, for det meste fra 2-4 s. De fleste SED-er har ikke en aktiveringssyklus, og den enkle aktiveringstiden er 3 s.</li>
		<li>Aktiveringsavstandstester ved 5 mm:<ol><li>Påfør SED på bløtvevet i en avstand på 5 mm fra RLN og aktiver SED (enkeltaktivering).</li>
			<li>Observer EMG-endringen. Bruk samme aktiveringsavstand tre ganger med mindre det skjer en betydelig EMG-amplitudeendring. MERK: Figur 4B viser aktiveringsavstandstesten ved 5 mm.</li>
		</ol></li>
		<li>Aktiveringsavstandstester ved 2 mm:<ol><li>Påfør SED på bløtvevet nær RLN på 1 mm avstand og aktiver SED (enkeltaktivering).</li>
			<li>Observer EMG-endringen. Bruk samme aktiveringsavstand tre ganger med mindre det skjer en betydelig EMG-amplitudeendring.</li>
		</ol></li>
		<li>Aktiveringsavstandstester ved 1 mm:<ol><li>Påfør SED på bløtvevet i en avstand på 1 mm fra RLN, og aktiver SED (enkeltaktivering).</li>
			<li>Observer EMG-endringen. Operere med samme aktiveringsavstand tre ganger med mindre det skjer en betydelig EMG-amplitudeendring</li>
		</ol></li>
		<li>Hvis en betydelig reduksjon i EMG-amplitude observeres i trinn 4.2.2-4.2.4, stopp RLN-eksperimentet. Registrer sanntids EMG kontinuerlig i 20-60 minutter for å avgjøre om skaden er reversibel. (Figur 4C)</li>
		<li>Registrer de eksperimentelle resultatene manuelt som en tabell (tabell 1).</li>
	</ol></li>
	<li>EP-kjølestudie (figur 5)<ol><li>Utvikle eksperimentelle retningslinjer før du starter et eksperiment. MERK: Figur 5A viser et vanlig EP-kjølestudieprotokolleksempel, som kan justeres i henhold til SED-egenskaper.</li>
		<li>Kjøletidstester på 5 s:<ol><li>Påfør SED enkeltaktivering på SCM-muskelen. Berør RLN med spissen av SED etter 5 s med venting og kjøling.</li>
			<li>Observer EMG-endringen. Bruk samme kjøletid tre ganger, med mindre det skjer en betydelig endring i EMG-amplitude.</li>
		</ol></li>
		<li>Kjøletidstester på 2 s:<ol><li>Påfør SED enkeltaktivering på SCM-muskelen. Berør RLN med spissen av SED etter 2 s venting og kjøling.</li>
			<li>Observer EMG-endringen. Bruk samme kjøletid tre ganger, med mindre det skjer en betydelig endring i EMG-amplitude. MERK: Figur 5B viser kjøletidstesten på 2 s.</li>
		</ol></li>
		<li>Fortsett umiddelbart med muskel touch manøver (MTM) tester:<ol><li>Påfør SED enkeltaktivering på SCM-muskelen. Berør raskt (ca. 1 s) den aktiverte overflaten til SED med en annen posisjon på SCM (MTM, figur 5C).</li>
			<li>Berør RLN med spissen av SED umiddelbart etter MTM og observer EMG-endringen. Bruk samme kjøletid tre ganger, med mindre det skjer en betydelig endring i EMG-amplitude.</li>
		</ol></li>
		<li>Fortsett umiddelbart uten muskelberøringsmanøver (MTM) tester:<ol><li>Påfør SED enkeltaktivering på SCM-muskelen. Berør RLN med spissen av SED umiddelbart uten MTM.</li>
			<li>Observer EMG-endringen. Bruk samme kjøletid tre ganger, med mindre det skjer en betydelig endring i EMG-amplitude. Hvis en betydelig reduksjon i EMG-amplitude observeres, følg trinn 4.3.6.</li>
		</ol></li>
		<li>Hvis en betydelig reduksjon av EMG-amplitude observeres, stopp RLN-eksperimentet. Deretter overvåker du kontinuerlig EMG-responsen i sanntid i minst 20 minutter for å avgjøre om RLN-skaden er reversibel eller ikke. (Figur 5D)</li>
		<li>Registrer de eksperimentelle resultatene manuelt som en tabell (tabell 2).</li>
	</ol></li>
</ol>5. Termografisk (TG) studie
<ol><li>Sett opp varmebildesystemet (figur 6). MERK: Varmekamera med temperaturfølsomhet opp til et temperaturområde på -20 °C til 650 °C. Bildet oppdateres hvert sekund.<ol><li>Plasser kameraet 50 cm fra målvevet i en vinkel på 60° fra eksperimentbordet (figur 6A). MERK: I driftsfeltet, målt av et varmekamera, vises temperaturen i henhold til fargeskalaen. Stedet med høyest temperatur på skjermen er merket med et "+" tegn, og den tilsvarende temperaturen vises (figur 6B)</li>
		<li>Velg Videomodus, og trykk på opptaksknappen. MERK: Prosedyrene som overvåkes av det termiske kameraet, registreres kontinuerlig i videoform.</li>
	</ol></li>
	<li>Utfør dyrepreparatet for TG-studien:<ol><li>Registrer bakgrunnstemperaturen i eksperimentområdet ved hjelp av varmekameraet. Bakgrunnstemperaturen skal ligge i området 25 ± 2 °C (figur 6C). Hvis bakgrunnstemperaturen overskrider dette området, justerer du temperaturen på laboratorieklimaanlegget og tester på nytt.</li>
		<li>Standard stroppemuskeltykkelse for SED-aktivering: Forbered stroppemusklene for TG-studien som beskrevet i trinn 2.3. Standard stroppmuskeltykkelse for SED-aktivering er 5 mm (figur 6D).</li>
	</ol></li>
	<li>TG-aktiveringsstudie (figur 6 og figur 7)<ol><li>Tørrmiljøtester: Tørk overflaten av svinestroppemuskulaturen med tørt gasbind.<ol><li>Hele bladtester i tørre omgivelser (figur 7A):<ol><li>Ta tak i stroppemuskelen i hele bladets lengde ved hjelp av SED (figur 6E).</li>
				<li>Evaluer maksimal aktiveringstemperatur: Etter en enkelt aktivering vises maksimumstemperaturen på skjermen under målingen (figur 7B).</li>
				<li>Evaluer lateral termisk spredning: Mål diameteren på den isotermiske linjen på 60 °C etter en enkelt aktivering.</li>
				<li>Evaluer røyk og sprut: Etter en enkelt aktivering, når den høyeste temperaturen på skjermen overstiger 60 °C, registrerer du eventuell røyk og sprut på skjermen. Gjenta fem målinger på forskjellige områder. MERK: Maksimal aktiveringstemperatur ble evaluert med hele bladtester kun i tørre omgivelser.</li>
			</ol></li>
			<li>En tredjedel (1/3) av bladtester i tørt miljø (figur 7C):<ol><li>Ta tak i stroppemuskelen med et fremre blad på 1/3 lengde ved hjelp av SED (figur 6F). Evaluer lateral termisk spredning, røyk og sprut (figur 7D) som beskrevet i trinn 5.3.1.1. Gjenta fem målinger på forskjellige områder.</li>
			</ol></li>
		</ol></li>
		<li>Våtmiljøtester: Bløtlegg musklene i svinestroppen i sterilt vann i 3 s like før SED-aktivering.<ol><li>Tester av hele bladet i våte omgivelser (figur 7E): Ta tak i stroppemuskelen i hele bladets lengde ved hjelp av SED og evaluer den laterale termiske spredningen (figur 7F), røyk og sprut som beskrevet i trinn 5.3.1.1. Gjenta fem målinger på forskjellige områder.</li>
			<li>En tredjedel (1/3) tester i våte omgivelser (figur 7G): Ta tak i stroppemuskelen med et fremre blad på 1/3 lengde ved hjelp av SED og evaluer lateral termisk spredning, røyk (figur 7H) og sprut som beskrevet i trinn 5.3.1.1. Gjenta fem målinger på forskjellige områder.</li>
		</ol></li>
		<li>Registrer de eksperimentelle resultatene manuelt som en tabell (tabell 3).</li>
	</ol></li>
	<li>Studie av TG-kjøling (figur 8)<ol><li>Tørt miljø: Tørk overflaten av musklene i svinestroppen med tørt gasbind som i trinn 5.3.1. MERK: I TG-kjølestudien ble alle aktiveringer utført i tørre omgivelser med aktivering av hele bladet.</li>
		<li>Evaluer minimum kjøletid uten MTM: Etter SED-enkeltaktivering med hele bladet på stroppemuskelen, start registreringen av kjøletiden til den høyeste temperaturen på skjermen var mindre enn 60 °C. Gjenta fem målinger på forskjellige områder. MERK: Når du måler kjøletiden og temperaturen til SED-bladet etter enkeltaktivering og MTM, må du dekke det SED-aktiverte muskelområdet og MTM-kontaktmuskelområdet med gasbind, da den høye temperaturen i disse områdene vil bli oppdaget på TG-skjermen og forstyrre temperaturen som faktisk skal måles.</li>
		<li>Evaluer bladtemperaturen etter MTM: Etter en enkelt aktivering av SED med hele bladet på stroppemuskelen, berør raskt (~1 s) den aktiverte overflaten av SED med en annen posisjon av stroppemuskelen (figur 8A). Registrer deretter temperaturen umiddelbart etter at SED er forlatt fra stroppemuskelen med bladet åpent (figur 8B).</li>
		<li>Evaluer minimum kjøletid med MTM: Etter trinn 5.4.3, når temperaturen er over 60 °C, start registreringen av kjøletiden til den høyeste temperaturen på skjermen er under 60 °C. Gjenta fem målinger på forskjellige områder.</li>
		<li>Registrer de eksperimentelle resultatene manuelt som en tabell (tabell 4).</li>
	</ol></li>
</ol>6. Tolkning av data
<ol><li>Presenter sikkerhetsparametrene EP og TG i tabellform med røyk og sprut merket. MERK: Her presenteres sikkerhetsparametrene EP og TG til SED i tabellform, og røyk og sprut er merket med henholdsvis * og # symboler. I EP- og TG-studier viser sluttresultatet maksimumsdata som i tabell 5.</li>
</ol>

Forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller økonomiske forhold som kan tolkes som en potensiell interessekonflikt.

Utviklingen av SEDs er basert på forventning fra skjoldbruskkjertelkirurger om å oppnå effektiv hemostase under skjoldbruskkjertelkirurgi. Den høye temperaturen som genereres av SED er imidlertid en risikofaktor som ikke kan ignoreres. Etter hvert som bruken av SED blir mer vanlig, vil termisk skade på nerver også bli vanligere. Derfor er det ansvaret til skjoldbruskkjertelkirurgene som bruker SED for å forstå hvordan man trygt kan betjene utstyret. Det er imidlertid ikke tilrådelig å verifisere sikkerhetsparametere gjennom prøving og feiling gjentatte ganger hos mennesker; Derfor er verdien av dyreforsøk vist. I tillegg er en standardisert prosess nødvendig for å kvalifisere og kvantifisere de mulige termiske effektene av SEDs15,17 for maksimalt å gi skjoldbruskkjertelkirurger retningslinjer for å utføre operasjoner trygt.
I denne studien krever flere trinn mer oppmerksomhet. I EP-studiene kunne nevromuskulære blokademidler forstyrre EMG-signaler under nevral overvåking og ble ikke brukt under anestesiinduksjon og vedlikehold. I TG-studiene bør andre varmekilder enn SED-testene fjernes. Når varmekildene ikke kan fjernes (f.eks. aktiveringsområdet for kjølestudie eller stroppmuskel etter MTM), er det nødvendig å blokkere de ikke-testede varmekildene med gasbind. I TG-studiene bør temperaturen på SED-er før aktivering bekreftes å være innenfor bakgrunnsreferansetemperaturen (25 ± 2 °C), ellers bør det tas et avkjølingsmål og bladet bør fastslås å være tørt før eksperimentet starter.
Flere tidligere studier har bidratt til definisjonen av EP 15,37,38,39,40,41,42,43 og TG 31,32 sikkerhetsparametere for ulike SEDs i aktiverings- og kjølestudier i ulike modeller for skjoldbrusk hos svin. Den nåværende protokollen integrerer ikke bare tidligere erfaringer, men optimaliserer og standardiserer også prosessen ytterligere. I EP-studien, når SED ble aktivert uten sikker kritisk avstand eller sikker kjøletid, møtte nervene irreversibel og rask skade. I TG-studien observerte vi 60 °C isotermisk felt og produksjon av røyk/sprut. Kirurger kan bedre forstå de termiske spredningsmønstrene i forskjellige aktiveringsmiljøer og forskjellige gripeområder.
Denne studien har fortsatt noen begrensninger. For det første er temperaturen i miljøet ikke den samme som i operasjonsrommet, og temperaturen på grisen er ikke den samme som kroppstemperaturen til et menneske. For det andre kan resultatene av svinemodellen ikke være anvendelige for all klinisk praksis hos mennesker. Dyreforsøksstudien gir ikke bare kirurger SED-informasjon som ikke kan fås fra mennesker, men fungerer også som en verdifull forskningsplattform for å etablere informasjon om termiske skader for nyutviklede SED-er i fremtiden. Denne informasjonen kan hjelpe kirurger velge instrumenter og kirurgiske strategier som kan redusere termisk skade under skjoldbruskkjertelen og parathyroid kirurgi.
Denne artikkelen demonstrerer standardprosedyren for bruk av dyreforsøk slik at skjoldbruskkjertelkirurger kan få en mer omfattende forståelse av (1) sikker aktiveringsavstand og avkjølingstid for SED, (2) maksimal temperatur generert av SEDs aktivering, og (3) uregelmessig lateral termisk spredning og røyk / sprut, som potensielt kan skade nerven.

Effektiv hemostase er et svært viktig problem i skjoldbrusk og parathyroid kirurgi. I de siste tiårene har en av de største fremskrittene innen skjoldbruskkjertel- og parathyreoideakirurgi vært utviklingen av kirurgiske energienheter (SEDs)1. SED gir mer effektiv hemostase enn den konvensjonelle klemme-og-slipsteknikken i områder med rik blodtilførsel, noe som reduserer intraoperativt blodtap og operasjonstid2, postoperativ hypokalsemi3 og livstruende postoperativt hematom4. SEDs er rapportert å bli brukt i 65,7% av thyroidectomy pasienter i nyere studier5, og den årlige bruken av SED øker hvert år.
SED har imidlertid ikke vist seg å være bedre enn konvensjonelle teknikker når det gjelder tilbakevendende larynxnerveskade (RLN) i skjoldbruskkjertelen og parathyreoideakirurgi 4,6,7. Termisk skade og lateral termisk spredning til RLN oppstår ofte uventet når en SED aktiveres nær nerven, og denne typen skade er vanligvis alvorlig og irreversibel. Sammenlignet med mekanisk trekkraft eller kompresjonsnerveskade har termisk nerveskade mindre forvrengning av den ytre strukturen, men mer alvorlig skade på det indre endoneurium, inkludert myelinskjeden og aksonet 8,9,10,11. Denne typen skade har ikke bare problemer med å gjenvinne normal funksjon, men er også mindre reversibel i klinisk rekkefølge enn trekkskade10,12. I tillegg er termisk skade ofte usynlig for kirurgen og kan være ukjent i løpet av operasjonen13,14. Dermed bør kirurger vurdere de termiske effektene av SED for å unngå RLN termisk skade under skjoldbrusk og parathyroid kirurgi.
Svinemodeller brukes oftest til RLN-forskning fordi grisens anatomi og fysiologi er svært lik den hos mennesker 15,16,17,18,19,20. Den eksperimentelle svinemodellen muliggjør enkel håndtering, er allment tilgjengelig og er kostnadseffektiv9. For elektrofysiologisk (EP) informasjon er intraoperativ nevromonitorering (IONM) nyttig for å oppdage mekanismer for nerveskade og forutsi postoperativ stemmebåndsfunksjon 21,22,23,24,25,26,27. I tillegg muliggjør kontinuerlig IONM (CIONM) tidlig påvisning av nerveskade etter høyrisikoprosedyrer fordi det umiddelbart kan tilbakemelding for nervefunksjonen ved å bruke repeterende vagal stimulering28,29,30. Studier på EP-aktivering og kjøling kan bestemme den sikre SED-aktiveringsavstanden fra RLN og sikker kjøletid etter SED-aktivering før du kontakter RLN. For termografisk informasjon er et varmekamera nyttig for å evaluere temperaturendringen (aktivering og kjøling), og det hypertermiske området kan visualiseres etter SED-aktiveringer 31,32,33,34,35. I en tidligere studie oppstod RLN termisk skade når vevstemperaturen nådde den kritiske temperaturen på 60 ° C i svin CIONM modell36. Studier av TG-aktivering og -kjøling kan bestemme den laterale termiske spredningsavstanden, forekomsten av røyk og sprut, og temperaturendringen under avkjøling med eller uten muskelberøringsmanøveren (MTM). For å trygt bruke SED i skjoldbrusk / parathyroid kirurgi, introduserer denne artikkelen en eksperimentell svinemodellstudie for å undersøke EP- og TG-sikkerhetsparametere for SEDs under standardiserte prosedyrer.

<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 skjoldbrusk og parathyroid kirurgi, kirurgiske energienheter (SEDs) gi mer effektiv hemostase enn konvensjonell klemme-og-slips hemostase i områder med rik blodtilførsel. Men når en SED aktiveres nær den tilbakevendende larynxnerven (RLN), kan varmen som genereres av SED skade nerven irreversibelt. For å trygt bruke SED i skjoldbrusk / parathyreoideakirurgi, introduserer denne artikkelen eksperimentelle svinemodellstudier for å undersøke aktiverings- og kjølesikkerhetsparametrene for SEDs i henholdsvis standardiserte elektrofysiologiske (EP) og termografiske (TG) prosedyrer. I EP-sikkerhetsparametereksperimentene brukes kontinuerlig intraoperativ nevromonitorering (C-IONM) for å demonstrere RLN-funksjonen i sanntid. EP-aktiveringsstudien evaluerer den sikre aktiveringsavstanden til SED; EP-kjølestudien evaluerer sikker kjøletid for SED. I TG-sikkerhetsparametereksperimentet brukes et varmekamera til å registrere temperaturendringen etter aktivering av SED. TG-aktiveringsstudien evaluerer den laterale termiske spredningsavstanden etter SED-aktivering i et tørt eller fuktig miljø og om røyk og sprut genereres; TG-kjølestudien evaluerer kjøletiden. Dette vil bidra til å etablere sikkerhetsparametrene til nyutviklede SEDs som brukes i skjoldbrusk / parathyroid kirurgi og gi sikkerhetsretningslinjer for å unngå RLN-skade og relaterte komplikasjoner.

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

Sikker anvendelse av nyutviklede kirurgiske energienheter i skjoldbrusk / parathyroid kirurgi tiltrekker seg kirurgens oppmerksomhet. Dyreforsøksmodeller kan unngå unødvendige forsøk og feil i menneskelig kirurgi. Denne rapporten tar sikte på å demonstrere elektrofysiologiske og termografiske metoder for å evaluere sikkerhetsparametrene til SEDs i skjoldbrusk / parathyreoideakirurgi.

Undersøkelse av elektrofysiologiske og termografiske sikkerhetsparametere for kirurgiske energienheter under thyreoidea- og paratyreoideakirurgi i en svinemodell

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 energienheter mye brukt under skjoldbrusk og parathyroid kirurgi. I tillegg til hemostase brukes de også til å kutte, gripe og dele vev. Imidlertid kan varmen som genereres fra enheten forårsake termisk skade på den tilbakevendende larynxnerven.Derfor er det nødvendig å kvalifisere og kvantifisere den mulige termiske effekten av denne enheten som vanligvis brukes først under operasjonen. Det anbefales ikke å verifisere sikkerhetsparametere gjennom prøving og feiling gjentatte ganger på mennesker med de nyutviklede kirurgiske energienhetene. Til sammenligning har dyreforsøk en betydelig fordel.De kirurgiske situasjonene for å anvende et kirurgisk energiapparat er forskjellige, og sikkerhetsparametrene utviklet for scenariosimulering i dyrestudier har reversert verdi for klinisk bruk. Etter hvert som teknologien utvikler seg, vil nyutviklede enheter fortsette å dukke opp. De eksperimentelle metodene kan vurdere fordelene og begrensningene til enhetene før de første kliniske anvendelsene av kirurger.Derfor foreslår vi denne protokollen for å gi forskerne en strukturell design, spesialiserte materialer og standardiserte prosedyrer for å gjøre det mulig å reprodusere parametere i sitt eget laboratorium. For å begynne, velg Duroc-Landrace griser i alderen tre til fire måneder og vekt 18 til 30 kilo. Etter anestesi, gjør en 15 cm lang tverrgående cervikal snitt på huden, en centimeter over brystbenet.Separat stroppemusklene ved midtlinjetilnærmingen og trekk sideveis for å visualisere skjoldbruskkjertelen, cricoid brusk, trakealringer og skjoldbruskkjertelen. Deretter dissekerer du sternocleidomastoid-musklene bilateralt. Eksponere og dissekere langs tilbakevendende larynxnerver og vagusnerver bilateralt.Først installerer du jordelektrodene utenfor det kirurgiske snittsåret. Deretter installerer du en 2,0 mm automatisk periodisk stimulering, eller APS-elektrode, på den ene siden av vagusnerven. Koble alle elektroder gjennom sammenkoblingsboksen til overvåkingssystemet, og kontroller at elektrodene er riktig tilkoblet.Finn Vagus APS Stim"kolonne og sett stimuleringsstrømmen til 1,0 milliampere. Klikk på baseline. Et nytt vindu med navnet Etablering av APS Baseline "vises på høyre side av skjermen.Skriv inn øktens tittel og øktkommentarer. Velg kanalen som skal testes, hvorpå systemet automatisk begynner å måle 20 ganger. Grunnlinjeamplitude og ventetid beregnes og vises automatisk.Klikk på godta "hvis grunnlinjen er riktig. Klikk på hurtigspolingsikonet i Vagus APS Stim "kolonne for å starte en test. Etter hvert elektrofysiologieksperiment, klikk på pulsikonet for å stoppe opptakene.Velg Rapporter"-siden, og angi rapportutdataformatet for å lagre filen. Påfør deretter kirurgisk enhet, eller SED, på bløtvevet i en avstand på 5 mm fra RLN, og aktiver enheten. Observer endringen i EMG, og operer med samme aktiveringsavstand tre ganger, med mindre det oppstår en vesentlig endring i EMG-amplitude.Påfør deretter SED på bløtvevet på en 2 mm avstand fra RLN og aktiver SED. Gjenta dette trinnet, med SED plassert i en avstand på 1 mm fra RLN. Hvis en betydelig reduksjon i EMG-amplitude observeres under disse trinnene, stopp eksperimentet og registrer sanntids EMG kontinuerlig i 20 til 60 minutter for å avgjøre om skaden er reversibel, og registrer resultatene som en tabell.For kjøletidstester, bruk enkelt SED-aktivering på SCM-muskelen. Berør RLN med spissen av SED. Etter fem sekunder med venting og avkjøling, observer EMG-endringen.Gjenta testen i en kjøletid på to sekunder, mens du observerer endringen i EMG-amplitude. Fortsett med MTM-testen ved å bruke enkel SED-aktivering på SCM-muskelen, bare i ett sekund. Berør raskt den aktiverte overflaten til SED med en annen posisjon på SCM.Umiddelbart etter MTM, berør RLN med spissen av SED. Igjen, bruk enkelt SED-aktivering på SCM-muskelen. Berør umiddelbart RLN med spissen av SED uten MTM.Hvis det observeres en betydelig reduksjon av EMG-amplitude, må du stoppe RLN-eksperimentet og kontinuerlig overvåke sanntids EMG-respons i minst 20 minutter for å avgjøre om RLN-skaden er reversibel. Plasser kameraet i en avstand på 50 cm fra målvevet, i en vinkel på 60 grader fra eksperimentbordet. Bruk 5 mm som standard stroppemuskeltykkelse for SED-aktivering.Tørk overflaten av svin stropp muskler med tørt gasbind. Ta tak i stroppemuskelen i hele bladets lengde ved hjelp av SED. Etter en enkelt aktivering, observer maksimal temperatur som vist på skjermen under målingen.Mål bladlengden og lateral termisk spredning av den isotermiske linjen på 60 grader Celsius etter en enkelt aktivering. Når den høyeste temperaturen på skjermen overstiger 60 grader Celsius, registrerer du røyk og sprut på skjermen, og gjentar fem målinger i forskjellige områder. Gjenta disse trinnene etter å ha tatt tak i stroppemuskelen med en fremre tredjedel av bladet ved hjelp av SED, og utfør fem målinger i forskjellige områder.For våte miljøoppgaver, bløtlegg musklene i svinestroppen i sterilt vann i tre sekunder like før SED-aktivering. For forskjellige områder, vurder lateral termisk spredning, røyk og sprut, ved å ta tak i stroppemuskelen i full lengde og fremre en tredjedel av bladet ved hjelp av SED. Etter enkel SED-aktivering med hele bladet på stroppemuskelen, start registreringen av kjøletiden til den høyeste temperaturen på skjermen er mindre enn 60 grader Celsius.Gjenta fem målinger på forskjellige områder. Etter en enkelt aktivering av SED med hele bladet på stroppemuskelen, berør raskt den aktiverte overflaten av SED med en annen posisjon i stroppemuskelen. Registrer temperaturen umiddelbart etter at du har forlatt SED fra stroppemuskelen med bladet åpent.Etter dette trinnet, start innspillingen av kjøletiden til den høyeste temperaturen på skjermen er mindre enn 60 grader Celsius. Presentere de elektrofysiologiske og termografiske sikkerhetsparametrene i tabellform, med røyk og sprut merket. Ved hjelp av denne protokollen ble elektrofysiologiske aktiveringstester utført på RLN, fra de proksimale til de distale segmentene, på forskjellige avstander, og EMG-signalet ble overvåket under studien.Det ble også utført en elektrofysiologisk nedkjølingsstudie på RLN. Termografiske aktiveringstester med hele bladet i et tørt miljø viste at den maksimale aktiveringstemperaturen var mer enn 60 grader Celsius under aktiveringen. Under en tredjedel av bladtestene i et tørt miljø ble det observert sprut etter aktivering.Hele bladtester i det våte miljøet viste en mer tydelig lateral termisk spredning sammenlignet med det tørre miljøet. Mens i en tredjedel bladtester er røyk mer tydelig sammenlignet med det tørre miljøet. Elektrofysiologiske og termografiske sikkerhetsparametre ble evaluert i denne studien og presentert som tabell.Elektrofysiologisk undersøkelse etablerte en kritisk parameter for nerveskade, og termografisk undersøkelse etablerte en forebyggende parameter for risiko for termisk skade. Gjennom tolkning av parametere kan kirurger bevare tilstrekkelig sikkerhetsavstand og kjøletid i de rutinemessige kirurgiske trinnene. På den annen side kan termografisk studie brukes i forskjellige aktiverte miljøer som termisk spredning, røyk eller bølgespray, som energienheten genererte.Denne studien kan også bidra til å evaluere risikoen som tilsvarer forskjellige klemlengder fra bladet på energienheten. Vi forventer at dette forslaget og modellen vil gi forskerne, produsentene og kirurgene den beste muligheten til å undersøke de termiske effektene og definere sikkerhetsparametrene til hver nyutviklet energienhet for å unngå tilbakevendende larynxnerve termisk skade under skjoldbruskkjertelen og parathyroidoperasjonene.

Research

JoVE Journal

Medicine

Monitoring of Systemic and Hepatic Hemodynamic Parameters in Mice

Overvåking av systemisk og lever Hemodynamiske 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 Nedsatt autotransplantasjon i en svinekjøtt Modell: A Step-by-Step-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 dyr bein Stangeriaceae sammensatte Allotransplantation modell

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

Bruk av to Intracorporeal ventrikkel bistå enheter som et totalt kunstig hjerte

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 studie av nerver risiko under minimal 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

Intra Operative nevrale overvåking av Thyroid kirurgi i en Porcine modell

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 pre-klinisk svin modell av Orthotopic hjertet transplantasjon

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 musemodell av total intravenøs anestesi under kreftreseksjonskirurgi

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

Ortotopisk transplantasjon av venstre lunge i en modell av juvenil svin for ESLP

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