Безопасное применение недавно разработанных хирургических энергетических устройств в хирургии щитовидной железы / паращитовидных желез привлекает внимание хирургов. Экспериментальные модели на животных могут избежать ненужных проб и ошибок в хирургии человека. Этот отчет направлен на демонстрацию электрофизиологических и термографических методов оценки параметров безопасности СЭД в хирургии щитовидной железы / паращитовидных желез.
В хирургии щитовидной железы и паращитовидных желез хирургические энергетические устройства (SED) обеспечивают более эффективный гемостаз, чем обычный гемостаз с зажимом и галстуком в областях с богатым кровоснабжением. Однако, когда СЭД активируется вблизи возвратного гортанного нерва (ЛНП), тепло, выделяемое СЭД, может необратимо повредить нерв. Чтобы безопасно применять СЭД в хирургии щитовидной железы / паращитовидных желез, в этой статье представлены экспериментальные модельные исследования свиней для изучения параметров безопасности активации и охлаждения СЭД в стандартизированных электрофизиологических (ЭП) и термографических (ТГ) процедурах соответственно. В экспериментах по параметрам безопасности EP применяется непрерывный интраоперационный нейромониторинг (C-IONM) для демонстрации функции RLN в режиме реального времени. Исследование активации EP оценивает безопасную дистанцию активации SED; исследование охлаждения EP оценивает безопасное время охлаждения СЭД. В эксперименте с параметрами безопасности TG тепловизионная камера используется для регистрации изменения температуры после активации SED. Исследование активации ТГ оценивает боковое расстояние теплового распространения после активации СЭД в сухой или влажной среде, а также наличие дыма и брызг; исследование охлаждения TG оценивает время охлаждения. Это поможет установить параметры безопасности недавно разработанных СЭД, используемых в хирургии щитовидной железы / паращитовидных желез, и предоставит рекомендации по безопасности, чтобы избежать травмы ВЛН и связанных с ней осложнений.
Эффективный гемостаз является очень важным вопросом в хирургии щитовидной железы и паращитовидных желез. В последние десятилетия одним из наиболее значительных достижений в хирургии щитовидной железы и паращитовидных желез стала разработка хирургических энергетических устройств (СЭД)1. СЭД обеспечивают более эффективный гемостаз, чем традиционная техника зажима и стяжки в областях с богатым кровоснабжением, что снижает интраоперационную кровопотерю и время операции2, послеоперационную гипокальциемию3 и опасную для жизни послеоперационную гематому4. Сообщается, что SED используются у 65,7% пациентов с тиреоидэктомией в недавних исследованиях5, и ежегодное использование SED увеличивается с каждым годом.
Тем не менее, не было доказано, что SED превосходят традиционные методы с точки зрения рецидивирующего повреждения гортанного нерва (RLN) в хирургии щитовидной железы и паращитовидных желез 4,6,7. Термическая травма и латеральное тепловое распространение на RLN часто возникают неожиданно, когда СЭД активируется вблизи нерва, и этот тип травмы обычно является тяжелым и необратимым. По сравнению с механическим вытяжением или компрессионным повреждением нерва, термическое повреждение нерва имеет меньшее искажение внешней структуры, но более серьезное повреждение внутреннего эндоневрия, включая миелиновую оболочку и аксон 8,9,10,11. Этот вид травмы не только испытывает трудности с восстановлением нормальной функции, но и менее обратим в клинической последовательности, чем тракционная травма10,12. Кроме того, термическая травма часто незаметна для хирурга и может быть нераспознана в ходе операции13,14. Таким образом, хирурги должны учитывать тепловые эффекты СЭД, чтобы избежать термической травмы RLN во время операций на щитовидной и паращитовидных железах.
Модели свиней чаще всего используются для исследований RLN, потому что анатомия и физиология свиней очень похожи на человеческие 15,16,17,18,19,20. Экспериментальная модель свиньи проста в обращении, широко доступна и экономически эффективна9. Для получения электрофизиологической информации (EP) интраоперационный нейромониторинг (IONM) полезен для выявления механизмов повреждения нервов и прогнозирования послеоперационной функции голосовых связок 21,22,23,24,25,26,27. Кроме того, непрерывная ИОНМ (CIONM) позволяет раннее выявление повреждения нерва после процедур с высоким риском, поскольку она может немедленно получать обратную связь о функции нерва с помощью повторяющейся стимуляции блуждающего нерва28,29,30. Исследования активации и охлаждения EP могут определить безопасное расстояние активации SED от RLN и безопасное время охлаждения после активации SED до контакта с RLN. Для получения тепловизионной информации тепловизионная камера полезна для оценки изменения температуры (активация и охлаждение), а гипертермическая область может быть визуализирована после активации СЭД 31,32,33,34,35. В предыдущем исследовании термическая травма RLN произошла, когда температура тканей достигла критической температуры 60 ° C в моделиCIONM свиней 36. Исследования активации и охлаждения ТГ могут определить боковое расстояние теплового разброса, возникновение дыма и брызг, а также изменение температуры во время охлаждения с маневром мышечного касания (MTM) или без него. Чтобы безопасно применять СЭД в хирургии щитовидной железы / паращитовидных желез, в этой статье представлено экспериментальное модельное исследование свиней для изучения параметров безопасности ВП и ТГ СЭД в соответствии со стандартизированными процедурами.
Разработка СЭД основана на ожидании тиреоидных хирургов достижения эффективного гемостаза во время операции на щитовидной железе. Однако высокая температура, создаваемая СЭД, является фактором риска, который нельзя игнорировать. По мере того, как использование СЭД становится все более распространенным, термическое повреждение нервов также становится более распространенным. Таким образом, хирурги щитовидной железы, использующие СЭД, несут ответственность за понимание того, как безопасно работать с оборудованием. Однако не рекомендуется многократно проверять параметры безопасности методом проб и ошибок на людях; Таким образом, была показана ценность экспериментов на животных. Кроме того, необходим стандартизированный процесс для квалификации и количественной оценки возможных тепловых эффектов СЭД15,17, чтобы максимально предоставить хирургам-щитовидным железам рекомендации по безопасному выполнению операций.
В этом исследовании несколько этапов требуют большего внимания. В исследованиях EP агенты нервно-мышечной блокады могли мешать сигналам ЭМГ во время нейронного мониторинга и не использовались во время индукции и поддержания анестезии. В исследованиях ТГ следует удалить источники тепла, отличные от тестов SED. Когда источники тепла не могут быть удалены (например, область активации для охлаждения исследования или ремешка мышц после MTM), необходимо заблокировать непроверенные источники тепла марлей. В исследованиях ТГ температура СЭД перед активацией должна быть подтверждена в пределах фоновой эталонной температуры (25 ± 2 °C), в противном случае следует принять меры по охлаждению, и перед началом эксперимента следует определить, что лезвие сухое.
Несколько предыдущих исследований внесли свой вклад в определение параметров безопасности EP 15,37,38,39,40,41,42,43 и TG 31,32 различных SED в исследованиях активации и охлаждения в различных моделях хирургии щитовидной железы свиней. Текущий протокол не только интегрирует прошлый опыт, но и дополнительно оптимизирует и стандартизирует процесс. В исследовании EP, как только СЭД была активирована без безопасного критического расстояния или безопасного времени охлаждения, нервы столкнулись с необратимым и быстрым повреждением. В исследовании TG мы наблюдали изотермическое поле 60 °C и образование дыма/брызг. Хирурги могут лучше понять паттерны теплового распространения в различных средах активации и разных диапазонах захвата.
Это исследование все еще имеет несколько ограничений. Во-первых, температура в окружающей среде не такая, как в операционной, а температура поросенка не такая, как температура тела человека. Во-вторых, результаты свиной модели могут быть применимы не ко всем клиническим практикам человека; экспериментальное исследование на животных не только предоставляет хирургам информацию о СЭД, которая не может быть получена от людей, но также служит ценной исследовательской платформой для получения информации о термических повреждениях для недавно разработанных СЭД в будущем. Эта информация может помочь хирургам выбрать инструменты и хирургические стратегии, которые могут уменьшить термическую травму во время операций на щитовидной и паращитовидных железах.
В этой статье демонстрируется стандартная процедура использования экспериментов на животных, чтобы хирурги щитовидной железы могли получить более полное представление о (1) безопасном расстоянии активации и времени охлаждения для СЭД, (2) максимальной температуре, генерируемой активацией СЭД, и (3) нерегулярном боковом тепловом распространении и дыме / брызгах, которые потенциально могут повредить нерв.
The authors have nothing to disclose.
Это исследование было поддержано грантами Гаосюнской медицинской университетской больницы, Гаосюнского медицинского университета (KMUH109-9M44), грантов Гаосюнской муниципальной больницы Сяоган / Исследовательского центра Гаосюнского медицинского университета (KMHK-DK(C)110009, I-109-04, H-109-05, I-108-02) и Министерства науки и технологий (MOST 109-2628-B-037-014, MOST 110-2314-B-037-104-MY2, MOST 110-2314-B-037-120), Тайвань.
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) |