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

Denna studie stöddes av bidrag från Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University (KMUH109-9M44), Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital / Kaohsiung Medical University Research Center bidrag (KMHK-DK (C) 110009, I-109-04, H-109-05, I-108-02) och ministeriet för vetenskap och teknik (MOST 109-2628-B-037-014, MOST 110-2314-B-037-104-MY2, MOST 110-2314-B-037-120), Taiwan.

Djurförsöken godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) vid Kaohsiung Medical University, Taiwan (protokollnr: IACUC-110082).
1. Djurberedning och anestesi
<ol><li>Villkor för val av svin: Välj Duroc-Landrace-grisar i åldern 3 till 4 månader och väger 18 till 30 kg.</li>
	<li>Förberedelse före experimentet: Fasta grisarna i 8 h utan mat och 2 h utan vatten före anestesi.</li>
	<li>Anestesiinduktion: Administrera 2 mg/kg tiletamin/zolazepam intramuskulärt 30 min före operation OBS: Neuromuskulära blockadmedel användes inte under anestesiinduktion.</li>
	<li>Endotrakealt rörval: Använd en 6,0 mm kommersiell elektromyografi (EMG) endotrakealtub (inspelningselektroderna) på det sätt som rutinmässigt används kliniskt.</li>
	<li>Intubation: Låt narkosläkaren intubera inspelningselektroderna med hjälp av direkt laryngoskopi i utsatt läge. I denna studie fixerades endotrakealröret till 24 cm genom övervakning av endtidal koldioxid (etCO2) och bröstauskultation för att säkerställa lämplig rörplacering.</li>
	<li>Anestesiunderhåll: Placera grisen på ryggen, förläng nacken och fixera endotrakealröret. Ställ in tidalvolymen på 8 till 12 ml / kg och en andningsfrekvens på 15 till 20 andetag per minut. Använd 1% till 2% sevofluran för underhåll av generell anestesi. OBS: Neuromuskulära blockmedel användes inte under anestesiunderhåll.</li>
	<li>Under försöket är det, förutom kontinuerlig övervakning av djurets kärnkroppstemperatur, viktigt att säkerställa att försökstemperaturen ligger inom ett lämpligt intervall. Om djuret upplever en minskning av kroppstemperaturen, bör omedelbart termiskt stöd som en varm filt tillhandahållas.</li>
</ol>2. Drift av djur (figur 1 och figur 2)
<ol><li>Verifiera ett kirurgiskt anestesiplan.</li>
	<li>Snitt i huden: Gör ett 15 cm tvärgående cervikalt snitt på huden 1 cm ovanför bröstbenet (figur 1A).</li>
	<li>Höj den subplastysmala klaffen till hyoidbennivån.</li>
	<li>Separera remmusklerna via mittlinjen och dra tillbaka i sidled för att visualisera sköldkörtelbrosket, cricoidbrosket, trakealringarna och sköldkörteln. OBS: Kanterna på remmusklerna måste dissekeras noggrant och snyggt för TG-studier.</li>
	<li>Efter exponering, dissekera sternocleidomastoidmusklerna (SCM) bilateralt (figur 1B). OBS: Kanterna på SCM måste dissekeras noggrant och snyggt för EP-studier.</li>
	<li>Identifiera, exponera och dissekera längs de återkommande larynxnerverna (RLN) och vagusnerverna (VN) bilateralt (figur 2). OBS: IONM kan hjälpa till med detta steg.</li>
	<li>Utför experimenten med EP- och TG-studier enligt steg 4 och steg 5.</li>
	<li>Efter att ha avslutat hela experimentet, håll smågrisarna under 4%-6% sevofluran och avliva dem humant genom en överdos av tiletamin/zolazepam (6 mg/kg).</li>
</ol>3. Information och inställningar för kirurgiska energienheter (SED)
<ol><li>Mer information om SED finns i materialförteckningen. OBS: Denna studie använder avancerade bipolära SED (refererad som enhet A) för att demonstrera EP- och TG-studierna.</li>
</ol>4. Elektrofysiologisk undersökning (EP)
<ol><li>Kontinuerlig IONM-inställning (bild 3) OBS: Se till att inspelningselektroderna är intuberade enligt beskrivningen i steg 1.5.<ol><li>Installera jordelektroderna utanför det kirurgiska snittsåret.</li>
		<li>Installera de stimulerande elektroderna: Installera en 2,0 mm APS-elektrod (Automatic Periodic Stimulation) på ena sidan av VN.</li>
		<li>Anslut alla elektroder på kopplingsboxen och kontrollera att kopplingsboxen är ansluten till övervakningssystemet (Nerve Integrity Monitoring system) och att övervakningssystemets ström är på (figur 3A).</li>
		<li>Bekräfta att övervakningssystemet visar att elektroderna är korrekt anslutna.</li>
		<li>Välj sidan Övervakning och klicka på Avancerade inställningar.</li>
		<li>Klicka på APS för att ställa in APS-stimulering på 1/min för långsam hastighet, 1/s för snabb hastighet och larmgränser på 50 % och 2000 μV för amplituder, 10 % för latens. Klicka sedan på OK för att slutföra inställningarna. Inställningen för andra kolumner beror på experimentatorn.</li>
		<li>Klicka på Händelseregistrering i kolumnen Händelser och ställ in händelsetröskeln på 100 μV. Figur 3B visar protokollstegen 4.1.5-4.1.7.</li>
		<li>Hitta Vagus APS Stim-kolonnen och ställ in stimuleringsströmmen på 1,0 mA. Klicka på Baslinje; ett nytt fönster, Upprätta APS-baslinje, visas till höger på skärmen.</li>
		<li>Ange sessionstitel och sessionskommentarer. Välj den kanal som ska testas så börjar systemet automatiskt mäta 20 gånger. Baslinjens amplitud och svarstid beräknas och visas automatiskt. Klicka på Acceptera om baslinjen är korrekt. Figur 3C visar protokollstegen 4.1.8-4.1.9.</li>
		<li>Klicka på ikonen Snabbspolning framåt i kolumnen Vagus APS Stim för att starta ett test. Efter varje EP-experiment klickar du på Pulse-ikonen för att stoppa inspelningarna.</li>
		<li>Välj sidan Rapporter och ange rapportens utdataformat för att spara filen på USB. OBS: Exempel på C-IONM-rapport visas i figur 3D.</li>
	</ol></li>
	<li>Undersökning av aktivering av Europaparlamentet (figur 4)<ol><li>Utveckla experimentella riktlinjer innan du startar ett experiment. OBS: Figur 4A visar ett vanligt exempel på EP-aktiveringsstudieprotokoll, som kan justeras enligt SED-egenskaper. För vissa instrument med aktiveringscykler är den enda aktiveringstiden en enda aktiveringscykel, mestadels från 2-4 s. De flesta SED: er har ingen aktiveringscykel och den enda aktiveringstiden är 3 s.</li>
		<li>Provning av aktiveringsavstånd vid 5 mm:<ol><li>Applicera SED på mjukvävnaden på ett avstånd av 5 mm från RLN och aktivera SED (enkel aktivering).</li>
			<li>Observera EMG-ändringen. Arbeta på samma aktiveringsavstånd tre gånger om inte en betydande EMG-amplitudförändring inträffar. Figur 4B visar provningen av aktiveringsavståndet vid 5 mm.</li>
		</ol></li>
		<li>Provning av aktiveringsavstånd vid 2 mm:<ol><li>Applicera SED på mjukvävnaden nära RLN på 1 mm avstånd och aktivera SED (enkel aktivering).</li>
			<li>Observera EMG-ändringen. Arbeta på samma aktiveringsavstånd tre gånger om inte en betydande EMG-amplitudförändring inträffar.</li>
		</ol></li>
		<li>Provning av aktiveringsavstånd vid 1 mm:<ol><li>Applicera SED på mjukvävnaden på ett avstånd av 1 mm från RLN och aktivera SED (enkel aktivering).</li>
			<li>Observera EMG-ändringen. Arbeta på samma aktiveringsavstånd tre gånger om inte en betydande EMG-amplitudförändring inträffar</li>
		</ol></li>
		<li>Om en signifikant minskning av EMG-amplituden observeras under steg 4.2.2-4.2.4, stoppa RLN-experimentet. Registrera EMG i realtid kontinuerligt i 20-60 minuter för att avgöra om skadan är reversibel. (Figur 4C)</li>
		<li>Registrera experimentresultaten manuellt som en tabell (tabell 1).</li>
	</ol></li>
	<li>Undersökning av kylning av EP (figur 5)<ol><li>Utveckla experimentella riktlinjer innan du startar ett experiment. OBS: Figur 5A visar ett vanligt exempel på EP-kylningsstudieprotokoll, som kan justeras enligt SED-egenskaper.</li>
		<li>Kyltidstester på 5 s:<ol><li>Applicera SED enkel aktivering på SCM-muskeln. Tryck på RLN med spetsen på SED efter 5 s väntan och kylning.</li>
			<li>Observera EMG-ändringen. Arbeta vid samma kyltid tre gånger om inte en betydande EMG-amplitudförändring inträffar.</li>
		</ol></li>
		<li>Kyltidstester på 2 s:<ol><li>Applicera SED enkel aktivering på SCM-muskeln. Tryck på RLN med spetsen på SED efter 2 s väntan och kylning.</li>
			<li>Observera EMG-ändringen. Arbeta vid samma kyltid tre gånger om inte en betydande EMG-amplitudförändring inträffar. Figur 5B visar kyltidstestet på 2 s.</li>
		</ol></li>
		<li>Fortsätt omedelbart med muskelberöringsmanöver (MTM) tester:<ol><li>Applicera SED enkel aktivering på SCM-muskeln. Vidrör snabbt (ungefär 1 s) den aktiverade SED-ytan med en annan position på SCM (MTM, figur 5C).</li>
			<li>Tryck på RLN med spetsen på SED omedelbart efter MTM och observera EMG-ändringen. Arbeta vid samma kyltid tre gånger om inte en betydande EMG-amplitudförändring inträffar.</li>
		</ol></li>
		<li>Fortsätt omedelbart utan muskelberöringsmanöver (MTM) tester:<ol><li>Applicera SED enkel aktivering på SCM-muskeln. Vidrör RLN med spetsen på SED omedelbart utan MTM.</li>
			<li>Observera EMG-ändringen. Använd samma kyltid tre gånger om inte en betydande EMG-amplitudförändring inträffar. Om en väsentlig minskning av EMG-amplituden observeras, följ steg 4.3.6.</li>
		</ol></li>
		<li>Om en väsentlig minskning av EMG-amplituden observeras, stoppa RLN-experimentet. Övervaka sedan kontinuerligt EMG-svaret i realtid i minst 20 minuter för att avgöra om RLN-skadan är reversibel eller inte. (Figur 5D)</li>
		<li>Registrera experimentresultaten manuellt som en tabell (tabell 2).</li>
	</ol></li>
</ol>5. Termografisk (TG) studie
<ol><li>Ställ in värmekamerasystemet (bild 6). OBS: Värmekamera med temperaturkänslighet upp till ett temperaturområde från -20 °C till 650 °C. Bilden uppdateras varje sekund.<ol><li>Placera kameran 50 cm från målvävnaden i en vinkel på 60° från experimentbordet (figur 6A). OBS: I driftfältet, mätt med en värmekamera, visas temperaturen enligt färgskalan. Platsen med den högsta temperaturen på skärmen markeras med ett "+" -tecken och motsvarande temperatur visas (figur 6B)</li>
		<li>Välj Videoläge och tryck på inspelningsknappen. OBS: De procedurer som övervakas av värmekameran spelas kontinuerligt in i videoform.</li>
	</ol></li>
	<li>Utför djurberedningen för TG-studien:<ol><li>Registrera experimentområdets bakgrundstemperatur med värmekameran. Bakgrundstemperaturen bör ligga i intervallet 25 ± 2 °C (figur 6C). Om bakgrundstemperaturen överstiger detta intervall, justera temperaturen på laboratoriets luftkonditionering och testa igen.</li>
		<li>Standardbandmuskeltjocklek för SED-aktivering: Förbered remmusklerna för TG-studien enligt beskrivningen i steg 2.3. Standardbandets muskeltjocklek för SED-aktivering är 5 mm (figur 6D).</li>
	</ol></li>
	<li>TG-aktiveringsstudie (figur 6 och figur 7)<ol><li>Tester i torr miljö: Torka av ytan på svinbandsmusklerna med torr gasväv.<ol><li>Provning av hela blad i torr miljö (figur 7A):<ol><li>Ta tag i remmuskeln i bladets fulla längd med SED (figur 6E).</li>
				<li>Utvärdera maximal aktiveringstemperatur: Efter en enda aktivering visas den maximala temperaturen på skärmen under mätningen (figur 7B).</li>
				<li>Utvärdera lateral termisk spridning: Mät diametern på den isotermiska linjen på 60 °C efter en enda aktivering.</li>
				<li>Utvärdera rök och stänk: Efter en enda aktivering, när den högsta temperaturen på skärmen överstiger 60 °C, registrera eventuell rök och stänk på skärmen. Upprepa fem mätningar i olika områden. OBS: Maximal aktiveringstemperatur utvärderades endast med helbladstester i en torr miljö.</li>
			</ol></li>
			<li>En tredjedel (1/3) av bladtesterna i torr miljö (figur 7C):<ol><li>Ta tag i remmuskeln med ett främre 1/3-långt blad med SED (figur 6F). Utvärdera lateral termisk spridning, rök och stänk (figur 7D) enligt beskrivningen i steg 5.3.1.1. Upprepa fem mätningar i olika områden.</li>
			</ol></li>
		</ol></li>
		<li>Våtmiljötester: Blötlägg svinbandsmusklerna i sterilt vatten i 3 s strax före SED-aktivering.<ol><li>Provning av hela bladet i våt miljö (figur 7E): Ta tag i bandmuskeln i bladets fulla längd med SED och utvärdera den laterala termiska spridningen (figur 7F), rök och stänk enligt beskrivningen i steg 5.3.1.1. Upprepa fem mätningar i olika områden.</li>
			<li>En tredjedel (1/3) provningar i våt miljö (figur 7G): Ta tag i bandmuskeln med ett främre 1/3-långt blad med hjälp av SED och utvärdera den laterala termiska spridningen, rök (figur 7H) och stänk enligt beskrivningen i steg 5.3.1.1. Upprepa fem mätningar på olika områden.</li>
		</ol></li>
		<li>Registrera experimentresultaten manuellt som en tabell (tabell 3).</li>
	</ol></li>
	<li>TG-kylningsstudie (figur 8)<ol><li>Torr miljö: Torka av ytan på svinbandsmusklerna med torr gasväv enligt steg 5.3.1. OBS: I TG-kylningsstudien utfördes alla aktiveringar i en torr miljö med aktivering av hela bladet.</li>
		<li>Utvärdera minsta nedkylningstid utan MTM: Efter enkel SED-aktivering med hela bladet på remmuskeln, börja registrera nedkylningstiden tills den högsta temperaturen på skärmen var mindre än 60 °C. Upprepa fem mätningar i olika områden. OBS: Vid mätning av SED-bladets kyltid och temperatur efter enkelaktivering och MTM, täck det SED-aktiverade muskelområdet och det MTM-kontaktande muskelområdet med gasväv, eftersom den höga temperaturen i dessa områden kommer att detekteras uppe på TG-skärmen och störa temperaturen som faktiskt ska mätas.</li>
		<li>Utvärdera bladtemperaturen efter MTM: Efter en enda aktivering av SED med hela bladet på remmuskeln, rör snabbt (~ 1 s) den aktiverade ytan på SED med en annan position av remmuskeln (figur 8A). Registrera sedan temperaturen omedelbart efter att SED har lämnats från remmuskeln med bladet öppet (figur 8B).</li>
		<li>Utvärdera den minsta nedkylningstiden med MTM: Efter steg 5.4.3, när temperaturen är högre än 60 °C, börja registrera nedkylningstiden tills den högsta temperaturen på skärmen är mindre än 60 °C. Upprepa fem mätningar i olika områden.</li>
		<li>Registrera experimentresultaten manuellt som en tabell (tabell 4).</li>
	</ol></li>
</ol>6. Tolkning av data
<ol><li>Presentera säkerhetsparametrarna EP och TG i tabellform med rök och stänk markerat. OBS: Här presenteras EP- och TG-säkerhetsparametrarna för SED i tabellform, och rök och stänk är markerade med * respektive # symboler. I EP- och TG-studier listar slutresultatet de maximala uppgifterna enligt tabell 5.</li>
</ol>

Författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.

Utvecklingen av SED baseras på förväntan hos sköldkörtelkirurger att uppnå effektiv hemostas under sköldkörtelkirurgi. Den höga temperaturen som genereras av SED är dock en riskfaktor som inte kan ignoreras. Eftersom användningen av SED blir vanligare kommer termisk skada på nerver också att bli vanligare. Därför är det ansvaret för sköldkörtelkirurgerna som använder SED för att förstå hur man säkert använder utrustningen. Det är dock inte tillrådligt att verifiera säkerhetsparametrar genom försök och fel upprepade gånger hos människor. Därför har värdet av djurförsök visats. Dessutom är en standardiserad process nödvändig för att kvalificera och kvantifiera de möjliga termiska effekterna av SED15,17 för att maximalt ge sköldkörtelkirurger riktlinjer för att säkert utföra operationer.
I denna studie kräver flera steg mer uppmärksamhet. I EP-studierna kunde neuromuskulära blockadmedel interferera med EMG-signaler under neural övervakning och användes inte under anestesiinduktion och underhåll. I TG-studierna bör andra värmekällor än SED-testerna tas bort. När värmekällorna inte kan avlägsnas (t.ex. aktiveringsområdet för kylstudie eller bandmuskel efter MTM) är det nödvändigt att blockera de icke-testade värmekällorna med gasväv. I TG-studierna bör SED-temperaturen före aktivering bekräftas ligga inom bakgrundsreferenstemperaturen (25 ± 2 °C), annars bör en kylningsåtgärd vidtas och bladet bör bestämmas vara torrt innan experimentet påbörjas.
Flera tidigare studier har bidragit till definitionen av EP 15,37,38,39,40,41,42,43 och TG 31,32 säkerhetsparametrar för olika SED i aktiverings- och kylstudier i olika svin sköldkörtelkirurgiska modeller. Det nuvarande protokollet integrerar inte bara tidigare erfarenheter utan optimerar och standardiserar också processen ytterligare. I EP-studien, när SED aktiverades utan ett säkert kritiskt avstånd eller säker kyltid, mötte nerverna irreversibla och snabba skador. I TG-studien observerade vi det isotermiska fältet på 60 °C och produktionen av rök/stänk. Kirurger kan bättre förstå de termiska spridningsmönstren i olika aktiveringsmiljöer och olika greppområden.
Denna studie har fortfarande några begränsningar. För det första är temperaturen i miljön inte densamma som i operationsrummet, och grisens temperatur är inte densamma som kroppstemperaturen hos en människa. För det andra är resultaten av svinmodellen eventuellt inte tillämpliga på alla kliniska metoder hos människor. den djurexperimentella studien ger inte bara kirurger SED-information som inte kan erhållas från människor utan fungerar också som en värdefull forskningsplattform för att fastställa termisk skadeinformation för nyutvecklade SED i framtiden. Denna information kan hjälpa kirurger att välja instrument och kirurgiska strategier som kan minska termisk skada under sköldkörtel- och bisköldkörtelkirurgi.
Denna artikel visar standardproceduren för användning av djurförsök så att sköldkörtelkirurger kan få en mer omfattande förståelse för (1) det säkra aktiveringsavståndet och kyltiden för SED, (2) den maximala temperaturen som genereras av SED-aktivering och (3) oregelbunden lateral termisk spridning och rök / stänk, vilket potentiellt kan skada nerven.

Effektiv hemostas är en mycket viktig fråga vid sköldkörtel- och parathyroidkirurgi. Under de senaste decennierna har en av de största framstegen inom sköldkörtel- och bisköldkörtelkirurgi varit utvecklingen av kirurgiska energianordningar (SED)1. SED ger effektivare hemostas än den konventionella kläm-och-slips-tekniken i områden med rik blodtillförsel, vilket minskar intraoperativ blodförlust och operationstid2, postoperativ hypokalcemi3 och livshotande postoperativt hematom4. SED rapporteras användas hos 65,7% av tyreoidektomipatienterna i nyligen genomförda studier5, och den årliga användningen av SED ökar varje år.
SED har dock inte visat sig vara överlägsen konventionella tekniker när det gäller återkommande larynxnervskada (RLN) vid sköldkörtel- och bisköldkörtelkirurgi 4,6,7. Termisk skada och lateral termisk spridning till RLN uppträder ofta oväntat när en SED aktiveras nära nerven, och denna typ av skada är vanligtvis allvarlig och irreversibel. Jämfört med mekanisk dragkraft eller kompressionsnervskada har termisk nervskada mindre förvrängning av den yttre strukturen men allvarligare skador på det inre endoneuriet, inklusive myelinhöljet och axonen 8,9,10,11. Denna typ av skada upplever inte bara svårigheter att återfå normal funktion utan är också mindre reversibel i klinisk följd än dragskada10,12. Dessutom är termisk skada ofta osynlig för kirurgen och kan vara okänd under operationen13,14. Således bör kirurger överväga de termiska effekterna av SED för att undvika RLN termisk skada under sköldkörtel- och bisköldkörtelkirurgi.
Svinmodeller används oftast för RLN-forskning eftersom anatomin och fysiologin hos grisar är mycket lik de hos människor 15,16,17,18,19,20. Den experimentella svinmodellen möjliggör enkel hantering, är allmänt tillgänglig och är kostnadseffektiv9. För elektrofysiologisk (EP) information är intraoperativ neuromonitorering (IONM) till hjälp för att upptäcka mekanismer för nervskada och förutsäga postoperativ stämbandsfunktion 21,22,23,24,25,26,27. Dessutom möjliggör kontinuerlig IONM (CIONM) tidig upptäckt av nervskada efter högriskprocedurer eftersom den omedelbart kan återkoppla för nervfunktionen genom att använda repetitiv vagal stimulering28,29,30. Studier av EP-aktivering och kylning kan bestämma det säkra SED-aktiveringsavståndet från RLN och den säkra kyltiden efter SED-aktivering innan RLN kontaktas. För termografisk information är en värmekamera till hjälp för att utvärdera temperaturförändringen (aktivering och kylning), och det hypertermiska området kan visualiseras efter SED-aktiveringar 31,32,33,34,35. I en tidigare studie inträffade RLN termisk skada när vävnadstemperaturen nådde den kritiska temperaturen på 60 °C i svin CIONM modell36. Studier av TG-aktivering och kylning kan bestämma det laterala termiska spridningsavståndet, förekomsten av rök och stänk och temperaturförändringen under kylning med eller utan muskelberöringsmanöver (MTM). För att säkert applicera SED vid sköldkörtel / bisköldkörtelkirurgi introducerar denna artikel en experimentell svinmodellstudie för att undersöka EP- och TG-säkerhetsparametrar för SED under standardiserade förfaranden.

<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

Vid sköldkörtel- och bisköldkörtelkirurgi ger kirurgiska energianordningar (SED) effektivare hemostas än konventionell kläm-och-binde-hemostas i områden med rik blodtillförsel. Men när en SED aktiveras nära den återkommande larynxnerven (RLN) kan värmen som genereras av SED skada nerven irreversibelt. För att säkert applicera SED i sköldkörtel / parathyroidkirurgi introducerar denna artikel experimentella svinmodellstudier för att undersöka aktiverings- och kylsäkerhetsparametrarna för SED i standardiserade elektrofysiologiska (EP) respektive termografiska (TG) procedurer. I EP-säkerhetsparameterexperimenten tillämpas kontinuerlig intraoperativ neuromonitorering (C-IONM) för att demonstrera RLN-funktionen i realtid. EP-aktiveringsstudien utvärderar det säkra aktiveringsavståndet för SED. EP:s kylstudie utvärderar den säkra nedkylningstiden för SED. I TG-säkerhetsparameterexperimentet används en värmekamera för att registrera temperaturförändringen efter aktivering av SED. TG-aktiveringsstudien utvärderar det laterala termiska spridningsavståndet efter SED-aktivering i en torr eller fuktig miljö och om rök och stänk genereras; TG-kylstudien utvärderar nedkylningstiden. Detta kommer att bidra till att fastställa säkerhetsparametrarna för nyutvecklade SED som används vid sköldkörtel / bisköldkörtelkirurgi och ge säkerhetsriktlinjer för att undvika RLN-skada och relaterade 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 säkra tillämpningen av nyutvecklade kirurgiska energianordningar i sköldkörtel / parathyroidkirurgi lockar kirurgernas uppmärksamhet. Djurexperimentella modeller kan undvika onödiga försök och fel i mänsklig kirurgi. Denna rapport syftar till att demonstrera elektrofysiologiska och termografiska metoder för att utvärdera säkerhetsparametrarna för SED vid sköldkörtel/bisköldkörtelkirurgi.

Undersökning av de elektrofysiologiska och termografiska säkerhetsparametrarna för kirurgiska energianordningar under sköldkörtel- och bisköldkörtelkirurgi i en svinmodell

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

Under de senaste åren används kirurgiska energianordningar i stor utsträckning under sköldkörtel- och parathyroidkirurgi. Förutom hemostas används de också för skärning, grepp och delning av vävnad. Värmen som genereras från enheten kan dock orsaka termisk skada på den återkommande larynxnerven.Därför är det nödvändigt att kvalificera och kvantifiera den möjliga termiska effekten av denna enhet som vanligtvis används först under operationen. Det rekommenderas inte att verifiera säkerhetsparametrar genom försök och fel upprepade gånger på människor med de nyutvecklade kirurgiska energienheterna. I jämförelse har djurförsök en betydande fördel.De kirurgiska situationerna för att applicera en kirurgisk energianordning är olika, och de säkerhetsparametrar som utvecklats för scenariosimulering i djurstudier har vänt värdet för klinisk användning. När tekniken utvecklas kommer nyutvecklade enheter att fortsätta att dyka upp. De experimentella metoderna kan bedöma fördelarna och begränsningarna med enheterna innan deras första kliniska tillämpningar av kirurger.Därför föreslår vi detta protokoll för att ge forskarna en strukturell design, specialiserade material och standardiserade procedurer för att göra det möjligt att reproducera parametrar i sitt eget laboratorium. Börja med att välja Duroc-Landrace-grisar i åldern tre till fyra månader och vikt 18 till 30 kg. Efter anestesi, gör ett 15 cm centimeter långt tvärgående cervikalt snitt på huden, en centimeter ovanför bröstbenet.Separera remmusklerna genom mittlinjen och dra tillbaka i sidled för att visualisera sköldkörtelbrosket, cricoidbrosket, trakealringarna och sköldkörteln. Dissekera sedan sternocleidomastoidmusklerna bilateralt. Exponera och dissekera längs de återkommande larynxnerverna och vagusnerverna bilateralt.Installera först jordelektroderna utanför det kirurgiska snittet. Installera sedan en 2,0 mm automatisk periodisk stimulering, eller APS-elektrod, på ena sidan av vagusnerven. Anslut alla elektroder via kopplingsboxen till övervakningssystemet och se till att elektroderna är korrekt anslutna.Hitta kolumnen Vagus APS Stim och ställ in stimuleringsströmmen på 1,0 milliampère. Klicka på baslinjen. Ett nytt fönster med namnet Upprätta APS-baslinje"visas till höger på skärmen.Ange sessionsrubrik och sessionskommentarer. Välj den kanal som ska testas, på vilken systemet automatiskt börjar mäta 20 gånger. Baslinjens amplitud och svarstid beräknas och visas automatiskt.Klicka på acceptera"om baslinjen är korrekt. Klicka på snabbspolningsikonen i kolumnen Vagus APS Stim för att starta ett test. Efter varje elektrofysiologiskt experiment klickar du på pulsikonen för att stoppa inspelningarna.Välj sidan Rapporter och ange rapportens utdataformat för att spara filen. Applicera sedan den kirurgiska enheten, eller SED, på mjukvävnaden på ett avstånd av 5 mm från RLN och aktivera enheten. Observera förändringen i EMG och arbeta på samma aktiveringsavstånd tre gånger, såvida inte en väsentlig förändring av EMG-amplituden inträffar.Applicera sedan SED på mjukvävnaden på ett avstånd av 2 mm från RLN och aktivera SED. Upprepa detta steg med SED placerad på ett avstånd av 1 mm från RLN. Om en väsentlig minskning av EMG-amplituden observeras under dessa steg, stoppa experimentet och registrera EMG i realtid kontinuerligt i 20 till 60 minuter för att avgöra om skadan är reversibel och registrera resultaten som en tabell.För kylningstidstester, applicera enkel SED-aktivering på SCM-muskeln. Tryck på RLN med spetsen på SED. Efter fem sekunders väntan och kylning, observera EMG-förändringen.Upprepa testet under en nedkylningstid på två sekunder medan du observerar förändringen i EMG-amplituden. Fortsätt med MTM-testet genom att applicera enkel SED-aktivering på SCM-muskeln, bara i en sekund. Rör snabbt vid den aktiverade ytan på SED med en annan position på SCM.Omedelbart efter MTM, rör vid RLN med spetsen på SED. Återigen, applicera enkel SED-aktivering på SCM-muskeln. Rör omedelbart RLN med spetsen på SED utan MTM.Om en betydande minskning av EMG-amplituden observeras, stoppa RLN-experimentet och övervaka kontinuerligt EMG-svaret i realtid i minst 20 minuter för att avgöra om RLN-skadan är reversibel. Placera kameran på ett avstånd av 50 cm från målvävnaden, i en vinkel på 60 grader från experimentbordet. Använd 5 mm som standardbandmuskeltjocklek för SED-aktivering.Torka av ytan på svinbandsmusklerna med torr gasbindning. Ta tag i remmuskeln i hela bladets längd med SED. Efter en enda aktivering, observera den maximala temperaturen som visas på skärmen under mätningen.Mät bladlängden och den laterala termiska spridningen av den isotermiska linjen på 60 grader Celsius efter en enda aktivering. När den högsta temperaturen på skärmen överstiger 60 grader Celsius, registrera eventuell rök och stänk på skärmen och upprepa fem mätningar i olika områden. Upprepa dessa steg efter att ha tagit tag i remmuskeln med en främre tredjedels längd av bladet med SED och utför fem mätningar i olika områden.För uppgifter i våt miljö, blötlägg svinbandsmusklerna i sterilt vatten i tre sekunder strax före SED-aktivering. För olika områden, utvärdera lateral termisk spridning, rök och stänk genom att ta tag i remmuskeln för full längd och främre en tredjedel längd av bladet med SED. Efter enkel SED-aktivering med hela bladet på remmuskeln, börja registrera kyltiden tills den högsta temperaturen på skärmen är mindre än 60 grader Celsius.Upprepa fem mätningar i olika områden. Efter en enda aktivering av SED med hela bladet på remmuskeln, rör snabbt vid den aktiverade ytan på SED med en annan position av remmuskeln. Registrera temperaturen omedelbart efter att SED har lämnats från remmuskeln med bladet öppet.Efter detta steg börjar du spela in kyltiden tills den högsta temperaturen på skärmen är mindre än 60 grader Celsius. Presentera de elektrofysiologiska och termografiska säkerhetsparametrarna i tabellform, med rök och stänk markerat. Med hjälp av detta protokoll utfördes elektrofysiologiska aktiveringstester på RLN, från de proximala till de distala segmenten, på olika avstånd, och EMG-signalen övervakades under studien.En elektrofysiologisk kylstudie utfördes också på RLN. Termografiska aktiveringstester för hela bladet i torr miljö visade att den maximala aktiveringstemperaturen var mer än 60 grader Celsius under aktiveringen. Under en tredjedel bladtester i en torr miljö observerades stänk efter aktivering.Hela bladtester i våt miljö visade en mer uppenbar lateral termisk spridning jämfört med den torra miljön. I en tredjedel bladtester är rök mer uppenbar jämfört med den torra miljön. Elektrofysiologiska och termografiska säkerhetsparametrar utvärderades i denna studie och presenterades som en tabell.Elektrofysiologiska studier etablerade en kritisk parameter för nervskada, och termografisk studie fastställde en förebyggande parameter för risk för termisk skada. Genom tolkning av parametrar kan kirurger bevara tillräckligt säkerhetsavstånd och kyltid i de rutinmässiga kirurgiska stegen. Å andra sidan kan termografisk studie tillämpas i olika aktiverade miljöer som termisk spridning, rök eller vågspray, som energianordningen genererade.Denna studie kan också bidra till att utvärdera risken som motsvarar olika klämlängder från energianordningens blad. Vi förväntar oss att detta förslag och modellen kommer att ge forskare, tillverkare och kirurger den bästa möjligheten att undersöka de termiska effekterna och definiera säkerhetsparametrarna för varje nyutvecklad energianordning för att undvika återkommande termisk skada i larynxnerven under sköldkörtel- och bisköldkörteloperationer.

Research

JoVE Journal

Medicine

Monitoring of Systemic and Hepatic Hemodynamic Parameters in Mice

Övervakning av system och lever hemodynamiska parametrar hos möss

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

Heterotopisk Renal auto i en grismodell: En steg-för-steg protokoll

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

Kirurgiska angiogenes i svin Tibial Allotransplantation: ett nytt stort djurs ben vaskulariserad sammansatta 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

Användning av två inomkroppsligt Ventricular Assist enheter som en totalt konstgjort hjärta

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 undersökning av nerver i riskzonen under minimalinvasiv Hallux Valgus operation

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 neurala övervakning av sköldkörteln kirurgi i svin 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 preklinisk porcin modell av ortotopisk hjärt 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-musmodell av total intravenös anestesi under cancerresektionskirurgi

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 transplantation av vänster lunga i en modell av juvenilt svin för ESLP

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