갑상선/부갑상선 수술에 새로 개발된 수술 에너지 장치를 안전하게 적용하는 것은 외과의의 관심을 끌고 있습니다. 동물 실험 모델은 인간 수술에서 불필요한 시행착오를 피할 수 있습니다. 이 보고서는 갑상선/부갑상선 수술에서 SED의 안전성 매개변수를 평가하기 위한 전기생리학적 및 열학적 방법을 입증하는 것을 목표로 합니다.
갑상선 및 부갑상선 수술에서 수술 에너지 장치(SED)는 혈액 공급이 풍부한 부위에서 기존의 클램프 앤 타이 지혈보다 더 효율적인 지혈을 제공합니다. 그러나 SED가 재발성 후두 신경(RLN) 근처에서 활성화되면 SED에서 발생하는 열이 신경을 돌이킬 수 없게 손상시킬 수 있습니다. 갑상선/부갑상선 수술에 SED를 안전하게 적용하기 위해 이 기사에서는 표준화된 전기생리학(EP) 및 열화상(TG) 절차에서 각각 SED의 활성화 및 냉각 안전성 매개변수를 조사하기 위한 실험적 돼지 모델 연구를 소개합니다. EP 안전성 파라미터 실험에서는 RLN 기능을 실시간으로 입증하기 위해 C-IONM(Continuous intraoperative Neuromonitoring)을 적용합니다. EP 활성화 연구는 SED의 안전한 활성화 거리를 평가합니다. EP 냉각 연구는 SED의 안전한 냉각 시간을 평가합니다. TG 안전 매개변수 실험에서는 열화상 카메라를 사용하여 SED를 활성화한 후 온도 변화를 기록합니다. TG 활성화 연구는 건조하거나 습한 환경에서 SED 활성화 후 측면 열 확산 거리와 연기 및 튀김 발생 여부를 평가합니다. TG 냉각 연구는 냉각 시간을 평가합니다. 이것은 갑상선/부갑상선 수술에 사용되는 새로 개발된 SED의 안전 매개변수를 설정하는 데 도움이 될 것이며 RLN 부상 및 관련 합병증을 피하기 위한 안전 지침을 제공할 것입니다.
효율적인 지혈은 갑상선 및 부갑상선 수술에서 매우 중요한 문제입니다. 최근 수십 년 동안 갑상선 및 부갑상선 수술의 가장 큰 발전 중 하나는 수술 에너지 장치(SED)의 개발이었습니다1. SED는 혈액 공급이 풍부한 부위에서 기존의 클램프 앤 타이(clamp-and-tie) 기법보다 더 효율적인 지혈을 제공하여 수술 중 출혈 및 수술 시간2, 수술 후 저칼슘혈증3 및 생명을 위협하는 수술 후 혈종4을 감소시킨다. SED는 최근 연구에서 갑상선 절제술 환자의 65.7%에서 사용되는 것으로 보고되었으며5, SED의 연간 사용은 매년 증가하고 있다.
그러나, SED는 갑상선 및 부갑상선 수술에서 재발성 후두 신경(RLN) 손상 측면에서 기존 기술보다 우수한 것으로 입증되지 않았다 4,6,7. 열 손상 및 RLN으로의 측면 열 확산은 SED가 신경 근처에서 활성화될 때 예기치 않게 발생하는 경우가 많으며 이러한 유형의 손상은 일반적으로 심각하고 돌이킬 수 없습니다. 기계적 견인 또는 압박 신경 손상에 비해 열 신경 손상은 외부 구조의 왜곡이 적지만 수초와 축삭을 포함한 내부 내신경에 더 심각한 손상이 있습니다 8,9,10,11. 이러한 종류의 부상은 정상적인 기능을 회복하는 데 어려움을 겪을 뿐만 아니라 견인 부상보다 임상적 순서에서 덜 가역적이다10,12. 또한, 열 손상은 종종 외과의에게 보이지 않으며 수술 과정에서 인식되지 않을 수 있습니다13,14. 따라서 외과의는 갑상선 및 부갑상선 수술 중 RLN 열 손상을 피하기 위해 SED의 열 효과를 고려해야 합니다.
돼지 모델은 돼지의 해부학 및 생리학이 인간 15,16,17,18,19,20의 해부학 및 생리학과 매우 유사하기 때문에 RLN 연구에 가장 일반적으로 사용됩니다. 실험적인 돼지 모델은 취급이 용이하고 널리 사용 가능하며 비용 효율적입니다9. 전기생리학적(EP) 정보의 경우 수술 중 신경 모니터링(IONM)은 신경 손상의 메커니즘을 감지하고 수술 후 성대 기능을 예측하는 데 도움이 됩니다(21,22,23,24,25,26,27). 또한, 지속적 IONM(CIONM)은 반복적인 미주신경 자극을 사용하여 신경 기능에 대한 피드백을 즉시 제공할 수 있기 때문에 고위험 시술 후 신경 손상을 조기에 발견할 수 있다(28,29,30). EP 활성화 및 냉각에 대한 연구는 RLN에서 안전한 SED 활성화 거리와 RLN에 접촉하기 전에 SED 활성화 후 안전한 냉각 시간을 결정할 수 있습니다. 열화상 정보의 경우 열화상 카메라는 온도 변화(활성화 및 냉각)를 평가하는 데 도움이 되며 SED 활성화 31,32,33,34,35 후에 고온 영역을 시각화할 수 있습니다. 이전 연구에서, RLN 열 손상은 돼지 CIONM 모델36에서 조직 온도가 임계 온도인 60°C에 도달했을 때 발생하였다. TG 활성화 및 냉각에 대한 연구는 측면 열 확산 거리, 연기 및 튀는 발생, 근육 접촉 기동(MTM)의 유무에 관계없이 냉각 중 온도 변화를 결정할 수 있습니다. 갑상선/부갑상선 수술에 SED를 안전하게 적용하기 위해 이 기사에서는 표준화된 절차에 따라 SED의 EP 및 TG 안전성 매개변수를 조사하기 위한 실험적 돼지 모델 연구를 소개합니다.
SED의 개발은 갑상선 수술 중 효과적인 지혈을 달성하기 위해 갑상선 외과의의 기대를 기반으로 합니다. 그러나 SED에 의해 발생하는 고온은 무시할 수 없는 위험 요소입니다. SED의 사용이 보편화됨에 따라 신경에 대한 열 손상도 더 흔해질 것입니다. 따라서 SED를 사용하는 갑상선 외과 의사는 장비를 안전하게 작동하는 방법을 이해해야 합니다. 그러나 인간에서 시행 착오를 통해 안전 매개 변수를 반복적으로 검증하는 것은 바람직하지 않습니다. 따라서 동물 실험의 가치가 나타났습니다. 또한, 갑상선 외과의에게 수술을 안전하게 수행하기 위한 지침을 최대한 제공하기 위해SEDs 15,17의 가능한 열 효과를 검증하고 정량화하기 위해 표준화된 프로세스가 필요합니다.
이 연구에서는 몇 가지 단계에 더 많은 주의가 필요합니다. EP 연구에서 신경근 차단제는 신경 모니터링 중에 EMG 신호를 방해할 수 있으며 마취 유도 및 유지 중에는 사용되지 않았습니다. TG 연구에서는 SED 테스트 이외의 열원을 제거해야합니다. 열원을 제거할 수 없는 경우(예: 냉각 연구를 위한 활성화 영역 또는 MTM 후 근육 스트랩) 테스트되지 않은 열원을 거즈로 차단해야 합니다. TG 연구에서 활성화 전 SED의 온도는 배경 기준 온도(25 ± 2°C) 이내임을 확인해야 하며, 그렇지 않으면 냉각 조치를 취해야 하며 실험을 시작하기 전에 블레이드가 건조한 것으로 결정해야 합니다.
여러 이전 연구는 다양한 돼지 갑상선 수술 모델의 활성화 및 냉각 연구에서 다양한 SED의 EP 15,37,38,39,40,41,42,43 및 TG 31,32 안전 매개변수의 정의에 기여했습니다. 현재 프로토콜은 과거 경험을 통합할 뿐만 아니라 프로세스를 더욱 최적화하고 표준화합니다. EP 연구에서 SED가 안전한 임계 거리나 안전한 냉각 시간 없이 활성화되면 신경은 돌이킬 수 없고 빠른 손상에 직면했습니다. TG 연구에서 우리는 60°C 등온장과 연기/튀는 생성을 관찰했습니다. 외과의는 다양한 활성화 환경과 다양한 파지 범위에서 열 확산 패턴을 더 잘 이해할 수 있습니다.
이 연구에는 여전히 몇 가지 한계가 있습니다. 첫째, 환경의 온도는 수술실의 온도와 같지 않으며 새끼 돼지의 온도는 인간의 체온과 같지 않습니다. 둘째, 돼지 모델의 결과는 모든 인간 임상 실습에 적용되지 않을 수 있습니다. 동물실험은 인간에게서 얻을 수 없는 SED 정보를 외과의에게 제공할 뿐만 아니라 향후 새로 개발된 SED에 대한 열손상 정보를 확립하는 귀중한 연구 플랫폼 역할을 합니다. 이 정보는 외과의가 갑상선 및 부갑상선 수술 중 열 손상을 줄일 수 있는 기구와 수술 전략을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 기사는 갑상선 외과의가 (1) SED의 안전한 활성화 거리 및 냉각 시간, (2) SED 활성화에 의해 생성되는 최대 온도, (3) 잠재적으로 신경을 손상시킬 수 있는 불규칙한 측면 열 확산 및 연기/튀는 현상에 대해 보다 포괄적으로 이해할 수 있도록 동물 실험을 사용하는 표준 절차를 보여줍니다.
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 가오슝 의과대학 병원, 가오슝 의과대학(KMUH109-9M44), 가오슝 시립 샤오강 병원/가오슝 의과대학 연구 센터 보조금(KMHK-DK(C)110009, I-109-04, H-109-05, I-108-02) 및 과학기술부(MOST 109-2628-B-037-014, MOST 110-2314-B-037-104-MY2, MOST 110-2314-B-037-120), 대만.
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 |
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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 |
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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) |