Summary

Endotracheal intubation ved hjælp af et fleksibelt intubationsendoskop som en standardiseret model for sikker luftvejsstyring hos svin

Published: August 25, 2022
doi:

Summary

Brugen af svin i forskning er steget i de senere år. Ikke desto mindre er grise præget af vanskelig luftvejsanatomi. Ved at demonstrere, hvordan man udfører endoskopisk guidet endotracheal intubation, sigter denne protokol mod yderligere at øge forsøgsdyrs sikkerhed for at undgå dyrs lidelse og unødig død.

Abstract

Endotracheal intubation er ofte et grundlæggende krav til translationel forskning i svinemodeller til forskellige indgreb, der kræver en sikret luftvej eller højt ventilationstryk. Endotracheal intubation er en udfordrende færdighed, der kræver et minimum antal vellykkede endotrakeale intubationer for at opnå en høj succesrate under optimale forhold, hvilket ofte er uopnåeligt for ikke-anæstesiologiske forskere. På grund af den specifikke svineluftvejsanatomi kan der normalt antages en vanskelig luftvej. Umuligheden af at etablere en sikker luftvej kan resultere i personskade, bivirkninger eller laboratoriedyrets død. Ved hjælp af en prospektiv, randomiseret, kontrolleret evalueringsmetode har det vist sig, at fiberoptisk assisteret endotracheal intubation tager længere tid, men har en højere first-pass succesrate end konventionel intubation uden at forårsage klinisk relevante fald i iltmætning. Denne model præsenterer et standardiseret regime for endoskopisk guidet endotracheal intubation, hvilket giver en sikret luftvej, især for forskere, der er uerfarne i teknikken til endotracheal intubation via direkte laryngoskopi. Denne procedure forventes at minimere dyrs lidelser og unødvendige tab af dyr.

Introduction

Endotracheal intubation er ofte et grundlæggende krav til translationel forskning i svinemodeller til forskellige indgreb, der kræver en sikret luftvej eller højt ventilationstryk (såsom ventilation under kardiopulmonal genoplivning1 eller akut respiratorisk distress syndrom2) eller kræver, at cerebral blodgennemstrømning ikke kompromitteres gennem intern kompression af supraglottiske luftvejsanordninger3 , som lejlighedsvis formeres som alternativer i forbindelse med en forventet vanskelig luftvej hos svin 4,5.

Mens lungefysiologien hos svin viser lignende træk som hos mennesker6, er det undertiden betydeligt vanskeligere at sikre luftvejene7 på grund af specifikke forskelle i porcins orotracheale anatomi. Svinets snut har en smal åbning med en meget stor tunge, strubehovedet er ekstremt mobilt, og epiglottis er relativt stor, med en fri ende, der strækker sig til den bløde gane. Caudalt danner strubehovedet en stump vinkel med luftrøret. Arytenoidbrusk er store8. Den smalleste del af luftvejene er på det subglottiske niveau9, der kan sammenlignes med luftvejsanatomien hos børn10. Da strubehovedet hos svin er meget mobilt, er der risiko for, at enden af endotrakealrøret passerer gennem stemmebåndene, men strubehovedet forskydes kun kausalt med op til flere centimeter, hvilket kan forveksles med en korrekt intubation 8,11. Derudover er esophageal intubation en almindelig risiko, når man beskæftiger sig med porcint luftvejsstyring12.

Hyppigheden af vanskelige eller umulige endotrakeale intubationer med en tilsvarende negativ indvirkning på eksperimentet eller tidlig dødelighed er ikke systematisk registreret, men flere caserapporter er blevet offentliggjort13,14. Hos mennesker er der mulighed for at anvende et fleksibelt intubationsendoskop i forbindelse med en uventet vanskelig konventionel intubation15. Forskellige falske intubationer går ofte forud for denne foranstaltning. Disse gentagne intubationsforsøg er forbundet med bivirkninger hos mennesker16,17, især luftvejskomplikationer 18. Sådanne hændelser er skadelige hos forsøgsdyr, da de i det enkleste tilfælde repræsenterer en confoundervariabel i forsøget; I værste fald kan de føre til unødvendigt tab af dyret.

Denne undersøgelse har udviklet en model baseret på retningslinjerne for forventet vanskelig luftvejsstyring hos mennesker 15,19,20,21,22,23,24. Tidligere er en lignende teknik blevet beskrevet til læring af fiberoptisk intubation i humane undersøgelser25,26. Protokollen, der præsenteres i denne rapport, har til formål at tilvejebringe en standardiseret og let at tilpasse intubationsmodel, der også gør det muligt for ikke-luftvejsspecialister at udføre vellykket og sikker endotracheal intubation hos svin.

Protocol

Forsøgene i denne protokol blev godkendt af Statens og Institutionens Dyreplejekomité (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Tyskland; godkendelsesnr. G20-1-135). Forsøgene blev udført efter ARRIVE-retningslinjerne. Samlet set blev 10 bedøvede hangrise (Sus scrofa domestica) med en gennemsnitsvægt på 30 kg ± 2 kg og 12-16 uger i alderen anvendt til denne undersøgelse. 1. Tilberedning af dyr Oprethold et normalt miljø for dyrene for at mi…

Representative Results

Endotracheal intubation blev udført på 10 hangrise (alder 12-16 uger, vægt 30 kg ± 3 kg) i en prospektiv, randomiseret, kontrolleret studieindstilling. Grisene blev randomiseret i to grupper: den ene var konventionelt laryngoskopisk intuberet (CI-gruppe), og den anden gruppe blev intuberet assisteret via et fleksibelt intubationsendoskop som beskrevet i protokollen (FIE-gruppen). Gruppeopgaven blev udført ved at trække forseglede konvolutter. Efterforskeren blev tildelt tilfældigt dagligt. <p class="j…

Discussion

I tidligere undersøgelser har vores forskergruppe allerede beskrevet specifikke detaljer om de translationelle fordele ved svinemodellen 2,27,32,33. Generelt bør reduktion af dyrets stressniveau og unødig smerte være en integreret del af enhver undersøgelsesprotokol og er afgørende for at generere pålideligt reproducerbare data. Derfor er vågen endoskopisk styret intubation af grisen me…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne vil gerne takke Dagmar Dirvonskis for hendes fremragende tekniske support.

Materials

Ambu aScope Regular Ambu GmbH, Medizinprodukte, Bad Nauheim, Germany Disposable fiber optic outer diameter 5 mm
Ambu aView Monitor Ambu GmbH, Medizinprodukte, Bad Nauheim, Germany monitor
Atracurium Hikma 50 mg/5mL Hikma Pharma GmbH, Martinsried atracurium
Azaperone (Stresnil) 40mg/mL Lilly Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany azaperone
BD Discardit II Spritze 2, 5, 10, 20 mL Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain syringe
BD Luer Connecta Becton Dickinson Infusion Therapy, AB Helsingborg, Schweden 3-way-stopcock
BD Microlance 3 20 G Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain cannula
Curafix i.v. classics Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Germany Cannula retention dressing
Engström Carestation GE Heathcare, Madison USA ventilator
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL Janssen-Cilag GmbH, Neuss fentanyl
Führungsstab, Durchmesser 4.3 Rüsch endotracheal tube introducer
IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20 IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20.0. Armonk, NY: IBM Corp.) Statistical software
Incetomat-line 150 cm Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH perfusor line
Intrafix Primeline B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany Infusion line
JOZA Einmal Nitril Untersuchungshandschuhe JOZA, München, Germany disposable gloves
Laryngoscope, 45.48.50, KL 2000 Medicon Laryngoscope handle
Littmann Classic III Stethoscope 3M Deutschland GmbH, Neuss, Germany stethoscope
Luer Lock B.Braun Melsungen AG, Germany
Maimed Vlieskompresse Maimed GmbH, Neuenkirchen, Germany Fleece compress to fix the tongue
Masimo LNCS Adtx SpO2 sensor Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA saturation clip for the tail
Masimo LNCS TC-I SpO2 ear clip sensor Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA Saturation clip for the ear
Masimo Radical 7 Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA periphereal oxygen saturation
Midazolam 15 mg/3 mL Hameln Pharma GmbH, Hameln, Germany midazolam
Midmark Canine Mask Small Plastic with Diaphragm FRSCM-0005 Midmark Corp., Dayton, Ohio, USA dog ventilation mask
Octeniderm farblos Schülke & Mayr GmbH, Nordenstedt, Germany Alcoholic disinfectant
Original Perfusor syringe 50 mL B.Braun Melsungen AG, Germany perfusor syringe
Perfusor FM Braun B.Braun Melsungen AG, Germany syringe pump
Propofol 2% 20 mg/mL (50 mL flasks) Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH propofol
RÜSCH Führungsstab für Endotrachealtubus (ID 5.6 mm) Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia PVC coated tube guiding wire
Rüschelit Super Safety Clear >ID 6/6.5 /7.0 mm Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia endotracheal tube
Stainless Macintosh Größe 4 Welch Allyn69604 blade for laryngoscope
Sterofundin B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany Balanced electrolyte solution
Ultrastop Antibeschlagmittel bottle with dropper 25 mL Sigmapharm Arzneimittel GmbH, Wien, Austria Antifog agent
Vasofix Safety 22 G-16 G B.Braun Melsungen AG, Germany venous catheter
VBM Cuff Manometer VBM Medizintechnik GmbH, Sulz a.N., Germany cuff pressure gauge
Zelette Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Germany Tissue swab

Referências

  1. Kleinman, M. E., Oh, W., Stonestreet, B. S. Comparison of intravenous and endotracheal epinephrine during cardiopulmonary resuscitation in newborn piglets. Critical Care Medicine. 27 (12), 2748-2754 (1999).
  2. Rissel, R., et al. Bronchoalveolar lavage and oleic acid-injection in pigs as a double-hit model for acute respiratory distress syndrome (ARDS). Journal of Visualized Experiments. (159), e61358 (2020).
  3. Segal, N., et al. Impairment of carotid artery blood flow by supraglottic airway use in a swine model of cardiac arrest. Resuscitation. 83 (8), 1025-1030 (2012).
  4. Goldmann, K., Kalinowski, M., Kraft, S. Airway management under general anaesthesia in pigs using the LMA-ProSeal: A pilot study. Veterinary Anaesthesia and Analgesia. 32 (5), 308-313 (2005).
  5. Wemyss-Holden, S. A., Porter, K. J., Baxter, P., Rudkin, G. E., Maddern, G. J. The laryngeal mask airway in experimental pig anaesthesia. Lab Animal. 33 (1), 30-34 (1999).
  6. Kobayashi, E., Hishikawa, S., Teratani, T., Lefor, A. T. The pig as a model for translational research: overview of porcine animal models at Jichi Medical University. Transplantation Research. 1 (1), 8 (2012).
  7. Judge, E. P., et al. Anatomy and bronchoscopy of the porcine lung. A model for translational respiratory medicine. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 51 (3), 334-343 (2014).
  8. Dondelinger, R. F., et al. Relevant radiological anatomy of the pig as a training model in interventional radiology. European Radiology. 8 (7), 1254-1273 (1998).
  9. Nickel, R., Schummer, A., Seiferle, E. . Lehrbuch der Anatomie der Haustiere, Band I: Bewegungsapparat. , (2003).
  10. Wani, T. M., Rafiq, M., Akhter, N., AlGhamdi, F. S., Tobias, J. D. Upper airway in infants-A computed tomography-based analysis. Paediatric Anaesthesia. 27 (5), 501-505 (2017).
  11. Chum, H., Pacharinsak, C. Endotracheal intubation in swine. Lab Animal. 41 (11), 309-311 (2012).
  12. Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Göttingen minipig: Intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), e2652 (2011).
  13. Steinbacher, R., von Ritgen, S., Moens, Y. P. S. Laryngeal perforation during a standard intubation procedure in a pig. Laboratory Animals. 46 (3), 261-263 (2012).
  14. Iliff-Sizemore, S. A., Chrisp, C. E., Rush, H. G. Peritracheolaryngeal abscess: An iatrogenic complication of endotracheal intubation in swine. Laboratory Animal Science. 39 (5), 455-458 (1989).
  15. Piepho, T., et al. S1 guidelines on airway management. Der Anaesthesist. 64 (11), 859-873 (2015).
  16. Mort, T. C. Emergency tracheal intubation: Complications associated with repeated laryngoscopic attempts. Anesthesia & Analgesia. 99 (2), 607-613 (2004).
  17. Hasegawa, K., et al. Association between repeated intubation attempts and adverse events in emergency departments: An analysis of a multicenter prospective observational study. Annals of Emergency Medicine. 60 (6), 749-754 (2012).
  18. Martin, L. D., Mhyre, J. M., Shanks, A. M., Tremper, K. K., Kheterpal, S. 3,423 emergency tracheal intubations at a university hospital: airway outcomes and complications. Anesthesiology. 114 (1), 42-48 (2011).
  19. Ahmad, I., et al. Difficult Airway Society guidelines for awake tracheal intubation (ATI) in adults. Anaesthesia. 75 (4), 509-528 (2020).
  20. Frerk, C., et al. Difficult Airway Society 2015 guidelines for management of unanticipated difficult intubation in adults. British Journal of Anaesthesia. 115 (6), 827-848 (2015).
  21. Cook, T. M., et al. Consensus guidelines for managing the airway in patients with COVID-19: Guidelines from the Difficult Airway Society, the Association of Anaesthetists the Intensive Care Society, the Faculty of Intensive Care Medicine and the Royal College of Anaesthetists. Anaesthesia. 75 (6), 785-799 (2020).
  22. Kornas, R. L., Owyang, C. G., Sakles, J. C., Foley, L. J., Mosier, J. M. Evaluation and management of the physiologically difficult airway: Consensus recommendations from Society for Airway Management. Anesthesia & Analgesia. 132 (2), 395-405 (2021).
  23. Higgs, A., et al. Guidelines for the management of tracheal intubation in critically ill adults. British Journal of Anaesthesia. 120 (2), 323-352 (2018).
  24. Apfelbaum, J. L., et al. American Society of Anesthesiologists Practice Guidelines for Management of the Difficult Airway. Anesthesiology. 136 (1), 31-81 (2022).
  25. Doyle, D. J. GlideScope-assisted fiberoptic intubation: A new airway teaching method. Anesthesiology. 101 (5), 1252 (2004).
  26. Lenhardt, R., et al. Is video laryngoscope-assisted flexible tracheoscope intubation feasible for patients with predicted difficult airway? A prospective, randomized clinical trial. Anesthesia & Analgesia. 118 (6), 1259-1265 (2014).
  27. Ruemmler, R., Ziebart, A., Garcia-Bardon, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K. Standardized model of ventricular fibrillation and advanced cardiac life support in swine. Journal of Visualized Experiments. (155), e60707 (2020).
  28. Dodge, Y. Kolmogorov-Smirnov Test. The Concise Encyclopedia of Statistics. , 283-287 (2008).
  29. Ross, A., Willson, V. L. Independent Samples T-test. Basic and Advanced Statistical Tests: Writing Results Sections and Creating Tables and Figures. , 13-16 (2017).
  30. Mann, H. B., Whitney, D. R. On a test of whether one of two random variables is stochastically larger than the other. The Annals of Mathematical Statistics. 18 (1), 50-60 (1947).
  31. Spearman, C. The proof and measurement of association between two things. American Journal of Psychology. 100 (3-4), 441-471 (1987).
  32. Ziebart, A., et al. Standardized hemorrhagic shock induction guided by cerebral oximetry and extended hemodynamic monitoring in pigs. Journal of Visualized Experiments. (147), e59332 (2019).
  33. Kamuf, J., et al. Oleic acid-injection in pigs as a model for acute respiratory distress syndrome. Journal of Visualized Experiments. (140), e57783 (2018).
  34. Kurita, T., Kawashima, S., Morita, K., Nakajima, Y. Assessment of the benefits of head-up preoxygenation using near-infrared spectroscopy with pulse oximetry in a swine model. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 35 (1), 155-163 (2021).
  35. Ruemmler, R., Ziebart, A., Ott, T., Dirvonskis, D., Hartmann, E. K. Flexible fibreoptic intubation in swine – Improvement for resident training and animal safety alike. BMC Anesthesiology. 20 (1), 206 (2020).
  36. Cook, J. A., Ramsay, C. R., Fayers, P. Using the literature to quantify the learning curve: A case study. International Journal of Technology Assessment in Health Care. 23 (2), 255-260 (2007).
  37. Buis, M. L., Maissan, I. M., Hoeks, S. E., Klimek, M., Stolker, R. J. Defining the learning curve for endotracheal intubation using direct laryngoscopy: A systematic review. Resuscitation. 99, 63-71 (2016).
  38. Knapp, S., et al. The assessment of four different methods to verify tracheal tube placement in the critical care setting. Anesthesia & Analgesia. 88 (4), 766-770 (1999).
  39. Schmidt, R. F. . Physiologie des Menschen. 31, (2010).
  40. Eberlein, C. M., Luther, I. S., Carpenter, T. A., Ramirez, L. D. First-pass success intubations using video laryngoscopy versus direct laryngoscopy: A retrospective prehospital ambulance service study. Air Medical Journal. 38 (5), 356-358 (2019).
  41. Lohse, J., Noppens, R. Awake video laryngoscopy – An alternative to awake fiberoptic intubation. Anasthesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin, Schmerztherapie. 51 (11-12), 656-663 (2016).
  42. Johnson, C., Roberts, J. T. Clinical competence in the performance of fiberoptic laryngoscopy and endotracheal intubation: A study of resident instruction. Journal of Clinical Anesthesia. 1 (5), 344-349 (1989).
  43. Geovanini, G. R., Pinna, F. R., Prado, F. A., Tamaki, W. T., Marques, E. Standardization of anesthesia in swine for experimental cardiovascular surgeries. Revista Brasileira de Anestesiologia. 58 (4), 363-370 (2008).
check_url/pt/63955?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Mohnke, K., Riedel, J., Renz, M., Rissel, R., Ziebart, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K., Ruemmler, R. Endotracheal Intubation Using a Flexible Intubation Endoscope as a Standardized Model for Safe Airway Management in Swine. J. Vis. Exp. (186), e63955, doi:10.3791/63955 (2022).

View Video