Summary

Intra-operatieve neuraal controle van schildklier chirurgie in een varkens Model

Published: February 11, 2019
doi:

Summary

Deze studie is gericht op het ontwikkelen van een standaardprotocol van intra-operatieve neuraal controle van schildklier chirurgie in een varkens model. Hier presenteren we een protocol om aan te tonen van de narcose, om te vergelijken verschillende soorten elektroden, en te onderzoeken het elektrofysiologische kenmerken van de normale en gewonden terugkerende laryngeal zenuwen.

Abstract

Intraoperatieve letsel aan de terugkerende laryngeal zenuw (RLN) kan leiden tot vocale snoer verlamming, die interfereert met spraak en potentieel kan interfereren met de ademhaling. In de afgelopen jaren is intraoperatieve neuraal controle (IONM) sterk aangepast als een aanvulling techniek te lokaliseren van de RLN, sporen RLN letsel en voorspellen van vocale snoer functie tijdens de operaties. Vele studies hebben ook dierlijke modellen gebruikt te onderzoeken van nieuwe toepassingen van IONM technologie en betrouwbare strategieën ter voorkoming van intraoperatieve RLN letsel te ontwikkelen. Het doel van dit artikel is om een standaardprotocol voor het gebruik van een varkens model in IONM onderzoek. Het artikel toont aan dat de procedures voor het inducerende narcose, back tracheale intubatie en experimenteel design te onderzoeken het elektrofysiologische kenmerken van RLN verwondingen. Toepassingen van dit protocol kunnen verbeteren totale werkzaamheid bij de uitvoering van het 3R-principe (vervanging, vermindering en verfijning) in varkens IONM studies.

Introduction

Hoewel trachtte nu een veelgebruikte procedure wereldwijd is, is postoperatieve stem disfunctie nog steeds gebruikelijk. Intraoperatieve letsel aan de terugkerende laryngeal zenuw (RLN) kan leiden tot vocale snoer verlamming, die interfereert met spraak en potentieel kan interfereren met de ademhaling. Letsel aan de externe tak van de superieure laryngeal zenuw kan bovendien een belangrijke stem wijzigen door op het gebied van pitch en vocale projectie.

Intraoperatieve neuraal controle (IONM) tijdens de operaties van de schildklier heeft brede populariteit als een aanvulling techniek voor toewijzing en de bevestiging van de RLN, de nervus vagus (VN) en de externe tak van de superieure laryngeal zenuw (EBSLN) behaald. Omdat IONM nuttig is voor bevestiging en het ophelderen van de mechanismen van RLN letsel en voor het opsporen van anatomische variaties in de RLN, kan het worden gebruikt om vocaal snoer functie na trachtte te voorspellen. Daarom, IONM voegt een nieuwe functionele dynamiek in de chirurgie van de schildklier en machtigt chirurgen met informatie die niet kunnen worden verkregen door rechtstreekse visualisatie alleen1,2,3,4,5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10.

Onlangs, vele prospectieve studies varkens modellen hebben gebruikt voor het optimaliseren van het gebruik van IONM technologie en om betrouwbare strategieën ter voorkoming van intraoperatieve RLN letsel11,12,13,14 ,15,16,17,18,19,20. Varkens modellen hebben ook gebruikt om te beoefenaars voorzien van essentiële onderwijs en opleiding in klinische toepassingen van IONM.

Dus, de combinatie van diermodellen en IONM technologie is een waardevol instrument voor de studie van de pathofysiologie van RLN letsel21. Het doel van dit artikel was het gebruik van een varkens model in IONM onderzoek te demonstreren. In het bijzonder het artikel laat zien hoe induceren van narcose, uitvoeren van tracheale intubatie en experimenten voor het onderzoeken van het elektrofysiologische kenmerken van verschillende typen van RLN letsel opzetten.

Protocol

De dierproeven werden goedgekeurd door de institutionele Animal Care en gebruik Comité (IACUC) van de medische universiteit van Kaohsiung, Taiwan (protocol geen: IACUC-102046, 104063, 105158). 1. dierlijke voorbereiding en anesthesie Varkens diermodelOpmerking: Deze studie toegepast het protocol beschreven in de literatuur om een potentiële varkens model IONM11,12,13,<sup cl…

Representative Results

Elektrofysiologie studieBasislijngegevens EMG, minimale/maximale stimulans niveau en de stimulus-respons curvesMet behulp van een standaard monopolaire stimulerende probe, het niveau van de verkregen minimale stimulatie voor de VN en RLN stimulatie varieert van 0,1 tot 0,3 mA, respectievelijk. In het algemeen, de huidige stimulus gecorreleerd positief met de resulterende EMG amplituderesponse11,17. De amplitude va…

Discussion

Schade aan de RLN en de EBSLN blijft een belangrijke bron van morbiditeit veroorzaakt door chirurgie van de schildklier. Tot voor kort, kan zenuw letsel slechts worden geïdentificeerd door rechtstreekse visualisatie van trauma. Het gebruik van IONM kan nu verder functionele identificatie van de RLN door toepassing van stimulatie en opname van de inkrimping van de doelgroep spieren. Op dit moment hebben zowel conventionele intermitterende en continu IONM systemen echter enkele technische beperkingen in vals-positieve en …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Deze studie werd ondersteund door subsidies van Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medizinische Universität (KMUH106-6R49) en van het ministerie van wetenschap en technologie (de meeste 106-2314-B-037-042-MY2.), Taiwan

Materials

Criticare systems nGenuity 8100E physiologic monitoring, including capnography, electrocardiography (ECG) and monitoring of oxygenation (SaO2)
Intraoperative NIM nerve monitoring systems Medtronic NIM-Response 3.0 monitor EMG activity from multiple muscles. If there is a change in nerve function, the NIM system may provide audible and visual warnings to help reduce the risk of nerve damage.
NIM TriVantage EMG Tube Medtronic 8229706 6 mm ID, 8.2 mm OD. The NIM TriVantage EMG Tube is a standard size, non-reinforced, DEHP-free PVC tube that features smooth, conductive silver ink electrodes and a cross-band to guide placement. It has reduced sensitivity to rotation and movement while offering increased EMG responses that facilitate improved nerve dissection.
NIM Contact Reinforced EMG Endotracheal Tube Medtronic 8229506 6 mm ID, 9 mm OD. The NIM Contact EMG Tube continuously monitors electromyography (EMG)
activity during surgery. An innovative design allows the tube to maintain contact,
even upon rotation. Vocal cords are more easily visible against the white band.
Recording electrode leads are twisted pair. Packaged sterile with one green and
one white subdermal needle. Single use.
NIM Standard Reinforced EMG Endotracheal Tube Medtronic 8229306 6 mm ID, 8.8 mm OD. The NIM Standard EMG Tube continuously monitors electromyography (EMG)
activity during surgery. Recording electrode leads are twisted pair. Packaged
sterile with one green and one white subdermal needle. Single use.
NIM Flex EMG Endotracheal Tube Medtronic 8229960 6 mm. The NIM Flex EMG Tube monitors vocal cord and recurrent laryngeal nerve EMG
activity during surgery. An updated, dual-channel design allows the tube to
maintain contact with the vocal cords, even upon rotation. Recording electrode
leads are twisted pair. Packaged sterile with one green and one white subdermal
needle. Single use.
Standard Prass Flush-Tip Monopolar Stimulator Probe Medtronic 8225101 Tips and Handles. For locating and mapping cranial nerves in the surgical field, the single-use
Standard Prass Monopolar Stimulating Probe features a flush 0.5 mm tip
diameter. The probe is insulated to the tip to prevent current shunting. Individually
sterile packaged.
Ball-Tip Monopolar Stimulator Probe Medtronic 8225275/ 8225276 Tip and Handle, 1.0 mm/ 2.3mm. Featuring a flexible ball tip and flexible shaft, the single-use Ball-Tip Monopolar
Stimulating Probe allows greater access to neural structures. The 1.0 mm tip
diameter allows atraumatic contact to larger neural structures. The probe is insulated
to the tip to prevent current shunting. Individually sterile packaged.
Yingling Flex Tip Monopolar Stimulator Probe Medtronic 8225251 Tips and Handles. The highly flexible single-use Yingling Monopolar Stimulating Probe allows
stimulation in areas outside the surgeon’s field of view. The platinum-iridium wire
of the probe is fully insulated to the ball tip to prevent current shunting. Individually
sterile packaged with one green subdermal electrode.
Prass Bipolar Stimulator Probe Medtronic 8225451 The single-use Prass Bipolar Stimulating Probe features a slim, flexible tip that
allows greater access to neural structures. The probe tip is 0.5 mm in distance
between cathode and anode for minimal shunting. Individually sterile packaged.
Concentric Bipolar Stimulator Probe Medtronic 8225351 The single-use Concentric Bipolar Stimulating Probe features a 360°
contact area. Insulation is complete to the active tip; cables and handles are
polarized. Individually sterile packaged.
Side-by-Side Bipolar Stimulator Probe Medtronic 8225401 The single-use Side-by-Side Bipolar Stimulating Probe features probe tips that
are 1.3 mm apart, allowing neural structures to be stimulated between the tips.
Insulation is complete to the active tip; cables and handles are polarized.
Individually sterile packaged.
APS (Automatic Periodic Stimulation) Electrode* Medtronic 8228052 / 8228053 2 mm/ 3mm. The APS Electrode offers continuous, real-time monitoring. The electrode is placed
on the nerve and can provide early warning of a change in nerve function.
Neotrode ECG Electrodes ConMed 1741C-003 The electrode is made of a clear tape material, which allows for continuous observation of the patient's skin during monitoring.
LigaSure Small Jaw Medtronic LF1212 A FDA-approved
electrothermal bipolar vessel sealing system for surgery

References

  1. Randolph, G. W., et al. Electrophysiologic recurrent laryngeal nerve monitoring during thyroid and parathyroid surgery: international standards guideline statement. Laryngoscope. 121, S1-S16 (2011).
  2. Barczynski, M., et al. External branch of the superior laryngeal nerve monitoring during thyroid and parathyroid surgery: International Neural Monitoring Study Group standards guideline statement. Laryngoscope. 123, S1-S14 (2013).
  3. Chiang, F. Y., et al. The mechanism of recurrent laryngeal nerve injury during thyroid surgery–the application of intraoperative neuromonitoring. Surgery. 143 (6), 743-749 (2008).
  4. Chiang, F. Y., et al. Standardization of Intraoperative Neuromonitoring of Recurrent Laryngeal Nerve in Thyroid Operation. World Journal of Surgery. 34 (2), 223-229 (2010).
  5. Chiang, F. Y., et al. Anatomical variations of recurrent laryngeal nerve during thyroid surgery: how to identify and handle the variations with intraoperative neuromonitoring. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 26 (11), 575-583 (2010).
  6. Chiang, F. Y., et al. Intraoperative neuromonitoring for early localization and identification of the recurrent laryngeal nerve during thyroid surgery. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 26 (12), 633-639 (2010).
  7. Chiang, F. Y., et al. Detecting and identifying nonrecurrent laryngeal nerve with the application of intraoperative neuromonitoring during thyroid and parathyroid operation. American Journal of Otolaryngology. 33 (1), 1-5 (2012).
  8. Wu, C. W., et al. Vagal nerve stimulation without dissecting the carotid sheath during intraoperative neuromonitoring of the recurrent laryngeal nerve in thyroid surgery. Head Neck. 35 (10), 1443-1447 (2013).
  9. Wu, C. W., et al. Loss of signal in recurrent nerve neuromonitoring: causes and management. Gland Surgery. 4 (1), 19-26 (2015).
  10. Wu, C. W., et al. Recurrent laryngeal nerve injury with incomplete loss of electromyography signal during monitored thyroidectomy-evaluation and outcome. Langenbeck’s Archives of Surgery. 402 (4), 691-699 (2017).
  11. Wu, C. W., et al. Investigation of optimal intensity and safety of electrical nerve stimulation during intraoperative neuromonitoring of the recurrent laryngeal nerve: a prospective porcine model. Head Neck. 32 (10), 1295-1301 (2010).
  12. Lu, I. C., et al. A comparison between succinylcholine and rocuronium on the recovery profile of the laryngeal muscles during intraoperative neuromonitoring of the recurrent laryngeal nerve: A prospective porcine model. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 29 (9), 484-487 (2013).
  13. Wu, C. W., et al. Intraoperative neuromonitoring for the early detection and prevention of RLN traction injury in thyroid surgery: A porcine model. Surgery. 155 (2), 329-339 (2014).
  14. Lin, Y. C., et al. Electrophysiologic monitoring correlates of recurrent laryngeal nerve heat thermal injury in a porcine model. Laryngoscope. 125 (8), E283-E290 (2015).
  15. Wu, C. W., et al. Recurrent laryngeal nerve safety parameters of the Harmonic Focus during thyroid surgery: Porcine model using continuous monitoring. Laryngoscope. 125 (12), 2838-2845 (2015).
  16. Dionigi, G., et al. Severity of Recurrent Laryngeal Nerve Injuries in Thyroid Surgery. World Journal of Surgery. 40 (6), 1373-1381 (2016).
  17. Wu, C. W., et al. Optimal stimulation during monitored thyroid surgery: EMG response characteristics in a porcine model. Laryngoscope. 127 (4), 998-1005 (2017).
  18. Dionigi, G., et al. Safety of LigaSure in recurrent laryngeal nerve dissection-porcine model using continuous monitoring. Laryngoscope. 127 (7), 1724-1729 (2017).
  19. Lu, I. C., et al. Safety of high-current stimulation for intermittent intraoperative neural monitoring in thyroid surgery: A porcine model. Laryngoscope. , (2018).
  20. Lu, I. C., et al. Reversal of rocuronium-induced neuromuscular blockade by sugammadex allows for optimization of neural monitoring of the recurrent laryngeal nerve. Laryngoscope. 126 (4), 1014-1019 (2016).
  21. Wu, C. -. W., et al. Intraoperative neural monitoring in thyroid surgery: lessons learned from animal studies. Gland Surgeryery. 5 (5), 473-480 (2016).
  22. Lu, I. C., et al. Reversal of rocuronium-induced neuromuscular blockade by sugammadex allows for optimization of neural monitoring of the recurrent laryngeal nerve. Laryngoscope. , (2016).
  23. Scott, A. R., Chong, P. S., Brigger, M. T., Randolph, G. W., Hartnick, C. J. Serial electromyography of the thyroarytenoid muscles using the NIM-response system in a canine model of vocal fold paralysis. Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 118 (1), 56-66 (2009).
  24. Puram, S. V., et al. Vocal cord paralysis predicted by neural monitoring electrophysiologic changes with recurrent laryngeal nerve compressive neuropraxic injury in a canine model. Head Neck. 38, E1341-E1350 (2016).
  25. Puram, S. V., et al. Posterior cricoarytenoid muscle electrophysiologic changes are predictive of vocal cord paralysis with recurrent laryngeal nerve compressive injury in a canine model. Laryngoscope. 126 (12), 2744-2751 (2016).
  26. Brauckhoff, K., et al. Injury mechanisms and electromyographic changes after injury of the recurrent laryngeal nerve: Experiments in a porcine model. Head Neck. 40 (2), 274-282 (2018).
  27. Brauckhoff, K., Aas, T., Biermann, M., Husby, P. EMG changes during continuous intraoperative neuromonitoring with sustained recurrent laryngeal nerve traction in a porcine model. Langenbeck’s Archives of Surgery. 402 (4), 675-681 (2017).
  28. Schneider, R., et al. A new vagal anchor electrode for real-time monitoring of the recurrent laryngeal nerve. The American Journal of Surgery. 199 (4), 507-514 (2010).
  29. Kim, H. Y., et al. Impact of positional changes in neural monitoring endotracheal tube on amplitude and latency of electromyographic response in monitored thyroid surgery: Results from the Porcine Experiment. Head Neck. 38, E1004-E1008 (2016).
  30. Sterpetti, A. V., De Toma, G., De Cesare, A. Recurrent laryngeal nerve: its history. World Journal of Surgery. 38 (12), 3138-3141 (2014).
  31. Kaplan, E. L., Salti, G. I., Roncella, M., Fulton, N., Kadowaki, M. History of the recurrent laryngeal nerve: from Galen to Lahey. World Journal of Surgery. 33 (3), 386-393 (2009).
  32. Lu, I. C., et al. In response to Reversal of rocuronium-induced neuromuscular blockade by sugammadex allows for optimization of neural monitoring of the recurrent laryngeal nerve. Laryngoscope. 127 (1), e51-e52 (2017).

Play Video

Cite This Article
Wu, C., Huang, T., Chen, H., Chen, H., Tsai, T., Chang, P., Lin, Y., Tseng, H., Hun, P., Liu, X., Sun, H., Randolph, G. W., Dionigi, G., Chiang, F., Lu, I. Intra-Operative Neural Monitoring of Thyroid Surgery in a Porcine Model. J. Vis. Exp. (144), e57919, doi:10.3791/57919 (2019).

View Video