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.
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.
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.
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.
The authors have nothing to disclose.
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.
Automatic periodic stimulation (APS) | Medtronic, Jacksonville, FL | 2.0 mm | |
Advanced bipolar surgical energy devices(SEDs) | Medtronic, Minneapolis, MN | LigaSure Exact Dissector (Device A) | Generator: Valleylab LS10 energy platform Power setting: Default |
Bipolar electrocautery | Generator: ForceTriad energy platform Power setting: 30 watts |
||
Duroc-Landrace pigs | 3–4 months old; weighing 18–30 kg | ||
Electromyography (EMG) Endotracheal tube (ETT) | Medtronic, Jacksonville, FL | #6 NIM Standard Tube | Recording electrodes |
Ferromagnetic SEDs | Domain Surgical, Salt Lake City, Utah | FMwand, and Fmsealer | Generator: FMX G1 Generator Power setting: FMwand (Max 45); FMsealer (Max 3) |
Hybrid SEDs (Ultrasonic and Advance bipolar SEDs) |
Olympus Co Inc, Tokyo, Japan | Thunderbeat | Generator: Thunderbeat generator ESG USG 400 Power setting: SEAL&CUT mode (Level 1); SEAL mode (Level 3) |
Monopolar electrocautery | Generator: ForceTriad energy platform Power setting: 15 watts |
||
Nerve Integrity Monitoring (NIM) system | Medtronic, Jacksonville, FL | NIM 3.0 | Intraoperative neuromonitoring (IONM) equipment |
Sevoflurane | 1% to 2% for anesthesia maintenance | ||
Tiletamine/Zolazepam | 2 mg/kg for anesthesia induction | ||
Thermal imaging camera | Ezo Corp., Taiwan | Thermal camera D4A (384×288 pixels) | Thermal image recording equioments |
Ultrasonic SEDs | Ethicon, Johnson and Johnson, Cincinnati, OH | Harmonic Focus+ | Generator: Ethicon Endo-Surgery Generator G11 Power setting: Level 5 |
Ultrasonic SEDs | Medtronic, Minneapolis, MN | Sonicision | Generator: Sonicision Reusable Generator Power setting: maximum power mode (55 kHz) |