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Investigação dos parâmetros eletrofisiológicos e termográficos de segurança de dispositivos de energia cirúrgica durante cirurgia de tireoide e paratireoide em modelo suíno

Published: October 13, 2022
doi:
10.3791/63732
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1Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, International Thyroid Surgery Center, Kaohsiung Medical University Hospital,Kaohsiung Medical University, 2Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital,Kaohsiung Medical University, 3Department of Anesthesiology, Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital,Kaohsiung Medical University, 4Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, E-Da Hospital,I-Shou University, 5Division of General Surgery, Endocrine Surgery Section,Istituto Auxologico Italiano (IRCCS), 6Department of Pathophysiology and Transplantation, Faculty of Medicine and Surgery,University of Milan, 7Division of Thyroid and Parathyroid Endocrine Surgery, Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Massachusetts Eye and Ear Infirmary,Harvard Medical School, 8Center for Liquid Biopsy and Cohort Research, and Faculty of Medicine, College of Medicine,Kaohsiung Medical University

Summary

A aplicação segura de dispositivos de energia cirúrgica recém-desenvolvidos em cirurgia de tireoide/paratireoide atrai a atenção dos cirurgiões. Modelos experimentais em animais podem evitar tentativas e erros desnecessários em cirurgia humana. Este relato tem como objetivo demonstrar métodos eletrofisiológicos e termográficos para avaliar os parâmetros de segurança das SEDs em cirurgia de tireoide/paratireoide.

Abstract

Em cirurgia de tireoide e paratireoide, os dispositivos de energia cirúrgica (SEDs) fornecem hemostasia mais eficiente do que a hemostasia convencional de pinça e amarração em áreas com rico suprimento sanguíneo. No entanto, quando um SED é ativado próximo ao nervo laríngeo recorrente (NLR), o calor gerado pelo SED pode lesar o nervo de forma irreversível. Para aplicar com segurança as SEDs em cirurgia da tireoide/paratireoide, este artigo apresenta estudos experimentais em modelos suínos para investigar os parâmetros de segurança de ativação e resfriamento de SEDs em procedimentos eletrofisiológicos (EP) e termográficos (TG) padronizados, respectivamente. Nos experimentos dos parâmetros de segurança do PE, a neuromonitorização intraoperatória contínua (C-IONM) é aplicada para demonstrar a função do NLR em tempo real. O estudo de ativação EP avalia a distância segura de ativação de SEDs; o estudo de resfriamento EP avalia o tempo de resfriamento seguro das SEDs. No experimento dos parâmetros de segurança TG, uma câmera de imagem térmica é usada para registrar a mudança de temperatura após a ativação do SED. O estudo de ativação de TG avalia a distância de propagação térmica lateral após a ativação do SED em ambiente seco ou úmido e se são gerados fumaça e salpicos; o estudo de resfriamento TG avalia o tempo de resfriamento. Isso ajudará a estabelecer os parâmetros de segurança dos SEDs recém-desenvolvidos usados em cirurgia de tireoide/paratireoide e fornecerá diretrizes de segurança para evitar lesão de NLR e complicações relacionadas.

Introduction

A hemostasia eficiente é uma questão muito importante na cirurgia da tireoide e paratireoide. Nas últimas décadas, um dos maiores avanços na cirurgia da tireoide e paratireoide foi o desenvolvimento dos dispositivos de energia cirúrgica (SEDs)1. Os SEDs proporcionam hemostasia mais eficiente do que a técnica convencional de clamp-and-tie em áreas com rico suprimento sanguíneo, o que reduz a perda sanguínea intraoperatória e o tempo de operação2, hipocalcemia pós-operatória3 e hematoma pós-operatório com risco de vida4. O uso de SEDs é usado em 65,7% dos pacientes tireoidectomizados em estudos recentes5, e o uso anual de SED aumenta a cada ano.

Entretanto, as SEDs não têm se mostrado superiores às técnicas convencionais em termos de lesão do nervo laríngeo recorrente (NLR) em cirurgias de tireoide e paratireoide 4,6,7. A lesão térmica e a disseminação térmica lateral para o NLR geralmente ocorrem inesperadamente quando um SED é ativado próximo ao nervo, e esse tipo de lesão geralmente é grave e irreversível. Comparada à lesão mecânica do nervo de tração ou compressão, a lesão termicamente nervosa tem menos distorção da estrutura externa, mas danos mais graves ao endoneuro interno, incluindo a bainha de mielina e o axônio 8,9,10,11. Esse tipo de lesão, além de ter dificuldade em recuperar a função normal, é menos reversível na sequência clínica do que a lesão portração10,12. Além disso, a lesão térmica é muitas vezes invisível para o cirurgião e pode não ser reconhecida no curso da cirurgia13,14. Assim, os cirurgiões devem considerar os efeitos térmicos da SED para evitar lesão térmica do NLR durante a cirurgia de tireoide e paratireoide.

Os modelos suínos são os mais utilizados para pesquisa de NLR porque a anatomia e fisiologia de suínos são muito semelhantes às de humanos 15,16,17,18,19,20. O modelo experimental suíno permite fácil manuseio, ampla disponibilidade ecusto-efetivo9. Para informações eletrofisiológicas (EP), a neuromonitorização intraoperatória (MNIO) é útil para detectar mecanismos de lesão nervosa e predizer a função das pregas vocais no pós-operatório21,22,23,24,25,26,27. Além disso, a MNIO contínua (MNI) permite a detecção precoce de lesão nervosa após procedimentos de alto risco, pois pode retroalimentar imediatamente a função nervosa por meio da estimulação vagal repetitiva28,29,30. Estudos sobre ativação e resfriamento de EP podem determinar a distância segura de ativação do SED do NLR e o tempo de resfriamento seguro após a ativação do SED antes de entrar em contato com o NLR. Para informações termográficas, uma câmera termográfica é útil para avaliar a mudança de temperatura (ativação e resfriamento), e a região hipertérmica pode ser visualizada após ativações do SED31,32,33,34,35. Em estudo anterior, a lesão térmica do NLR ocorreu quando a temperatura tecidual atingiu a temperatura crítica de 60 °C no modelo CIONM suíno36. Estudos sobre a ativação e resfriamento de TG podem determinar a distância de propagação térmica lateral, a ocorrência de fumaça e respingos e a mudança de temperatura durante o resfriamento com ou sem a manobra de toque muscular (MTM). Para aplicar com segurança a SED em cirurgia de tireoide/paratireoide, este artigo apresenta um estudo experimental em modelo suíno para investigar parâmetros de segurança de EP e TG de SEDs sob procedimentos padronizados.

Protocol

Os experimentos com animais foram aprovados pelo Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) da Kaohsiung Medical University, Taiwan (protocolo nº: IACUC-110082). 1. Preparo e anestesia dos animais Condições para seleção de suínos: Selecionar porcos Duroc-Landrace com idade entre 3 e 4 meses de idade e pesando de 18 a 30 kg. Preparo antes do experimento: Jejuar os leitões por 8 h sem alimento e 2 h sem água antes da anestesia. Indução anestésica: Administrar 2 mg/kg de Tiletamina/Zolazepam por via intramuscular 30 minutos antes da cirurgiaNOTA: Não foram utilizados bloqueadores neuromusculares durante a indução anestésica. Seleção do tubo endotraqueal: Use um tubo endotraqueal de eletromiografia comercial (EMG) de 6,0 mm (os eletrodos de registro) da maneira rotineiramente usada clinicamente. Intubação: Deixar o anestesiologista intubar os eletrodos de registro com auxílio de laringoscopia direta em decúbito ventral. Neste estudo, o tubo endotraqueal foi fixado em 24 cm através de monitorização expirada de dióxido de carbono (etCO2) e ausculta torácica para garantir a localização adequada do tubo. Manutenção da anestesia: Posicione o porco de costas, estenda o pescoço e fixe o tubo endotraqueal. Ajuste o volume corrente para 8 a 12 mL/kg e uma frequência respiratória de 15 a 20 incursões respiratórias por minuto. Utilizar sevoflurano a 1% a 2% para manutenção da anestesia geral.NOME: Não foram utilizados bloqueadores neuromusculares durante a manutenção da anestesia. Durante o experimento, além do monitoramento contínuo da temperatura corporal central do animal, é importante garantir que a temperatura experimental esteja dentro de uma faixa adequada. Se o animal apresentar uma queda na temperatura corporal, deve ser fornecido suporte térmico imediato, como um cobertor quente. 2. Operação animal (Figura 1 e Figura 2) Verifique um plano cirúrgico da anestesia. Incisão na pele: Realizar incisão cervical transversa de 15 cm sobre a pele 1 cm acima do esterno (Figura 1A). Elevar o retalho subplatismático ao nível do osso hioide. Separe os músculos da cinta através da abordagem da linha média e retraia-se lateralmente para visualizar a cartilagem tireoide, a cartilagem cricóide, os anéis traqueais e a glândula tireoide.NOTA: As bordas dos músculos da cinta precisam ser dissecadas cuidadosa e ordenadamente para estudos de TG. Após a exposição, dissecar os músculos esternocleidomastoideos (ECMs) bilateralmente (Figura 1B).NOTA: As bordas das MCS precisam ser dissecadas cuidadosa e ordenadamente para estudos de EP. Identificar, expor e dissecar ao longo dos nervos laríngeos recorrentes (NLRs) e vagos (VNs) bilateralmente (Figura 2).NOTA: IONM pode ajudar com esta etapa. Realizar os experimentos dos estudos de EP e TG seguindo as etapas 4 e 5. Após completar todo o experimento, manter os leitões sob sevoflurano a 4%-6% e sacrificá-los humanamente por uma overdose de tiletamina/zolazepam (6 mg/kg). 3. Informações e configurações dos dispositivos de energia cirúrgica (SEDs) Para obter detalhes sobre SEDs, consulte a Tabela de Materiais.NOTA: Este estudo usa SEDs bipolares avançadas (referenciadas como Dispositivo A) para demonstrar os estudos de EP e TG. 4. Estudo eletrofisiológico (PE) Configuração contínua de IONM (Figura 3)NOTA: Certifique-se de que os eléctrodos de gravação estão intubados como mencionado no passo 1.5.Instale os eletrodos terra fora da ferida da incisão cirúrgica. Instale os eletrodos estimuladores: Instale um eletrodo de estimulação periódica automática (SAF) de 2,0 mm em um dos lados da VN. Conecte todos os eletrodos na caixa de interconexão e verifique se a caixa de interconexão está conectada ao sistema de monitoramento (sistema de monitoramento da integridade nervosa) e se a energia do sistema de monitoramento está ligada (Figura 3A). Confirme se o sistema de monitoramento mostra que os eletrodos estão conectados corretamente. Selecione a página Monitoramento e clique em Configurações avançadas. Clique em APS para definir APS Stimulation para 1/min para taxa lenta, 1/s para velocidade rápida e Limites de alarme para 50% e 2000 μV para amplitudes, 10% para latência. Em seguida, clique em OK para concluir as configurações.Observação : a configuração de outras colunas depende do experimentador. Clique em Captura de Eventos na coluna Eventos e defina o limite de eventos em 100 μV.Observação : figura 3B demonstra as etapas de protocolo 4.1.5-4.1.7. Encontre a coluna Vagus APS Stim e defina a corrente de estimulação em 1,0 mA. Clique em Linha de Base; uma nova janela, Estabelecendo a linha de base do APS, aparecerá no lado direito da tela. Insira o título da sessão e os comentários da sessão. Selecione o canal a ser testado, e o sistema começará automaticamente a medir 20 vezes. A amplitude e latência basais serão automaticamente calculadas e mostradas. Clique em Aceitar se a linha de base estiver correta.Observação : figura 3C demonstra as etapas de protocolo 4.1.8-4.1.9. Clique no ícone Avançar rapidamente na coluna Vagus APS Stim para iniciar um teste. Após cada experimento do EP, clique no ícone do Pulse para interromper as gravações. Selecione a página Relatórios e defina o formato de saída do relatório para salvar o arquivo em USB.NOTA: O relatório C-IONM de exemplo é mostrado na Figura 3D. Estudo de ativação do PE (Figura 4)Desenvolva diretrizes experimentais antes de iniciar um experimento.NOTA: A Figura 4A mostra um exemplo comum de protocolo de estudo de ativação de EP, que pode ser ajustado de acordo com as características do SED. Para alguns instrumentos com ciclos de ativação, o tempo de ativação único é um único ciclo de ativação, variando principalmente de 2-4 s. A maioria dos SEDs não tem um ciclo de ativação, e o tempo de ativação único é de 3 s. Ensaios de distância de activação a 5 mm:Aplicar o SED sobre o tecido mole a uma distância de 5 mm do NLR e ativar o SED (ativação única). Observe a alteração EMG. Opere na mesma distância de ativação três vezes, a menos que ocorra uma mudança substancial na amplitude do EMG.NOTA: A Figura 4B mostra o teste de distância de ativação em 5 mm. Ensaios de distância de activação a 2 mm:Aplicar o SED sobre o tecido mole próximo ao NLR a uma distância de 1 mm e ativar o SED (ativação única). Observe a alteração EMG. Opere na mesma distância de ativação três vezes, a menos que ocorra uma mudança substancial na amplitude do EMG. Ensaios de distância de activação a 1 mm:Aplicar o SED sobre o tecido mole a uma distância de 1 mm do NLR e ativar o SED (ativação única). Observe a alteração EMG. Operar na mesma distância de ativação três vezes, a menos que ocorra uma mudança substancial na amplitude EMG Se uma diminuição substancial da amplitude EMG for observada durante as etapas 4.2.2-4.2.4, interrompa o experimento RLN. Registre a EMG em tempo real continuamente por 20-60 minutos para determinar se a lesão é reversível. (Figura 4C) Registre manualmente os resultados experimentais como uma tabela (Tabela 1). Estudo de resfriamento EP (Figura 5)Desenvolva diretrizes experimentais antes de iniciar um experimento.NOTA: A Figura 5A mostra um exemplo comum de protocolo de estudo de resfriamento de EP, que pode ser ajustado de acordo com as características do SED. Testes de tempo de resfriamento de 5 s:Aplicar ativação única do SED no músculo SCM. Toque o RLN com a ponta do SED após 5 s de espera e resfriamento. Observe a alteração EMG. Opere no mesmo tempo de resfriamento três vezes, a menos que ocorra uma mudança substancial na amplitude do EMG. Testes de tempo de resfriamento de 2 s:Aplicar ativação única do SED no músculo SCM. Toque no RLN com a ponta do SED após 2 s de espera e resfriamento. Observe a alteração EMG. Opere no mesmo tempo de resfriamento três vezes, a menos que ocorra uma mudança substancial na amplitude do EMG.NOTA: A Figura 5B mostra o teste de tempo de resfriamento de 2 s. Prossiga imediatamente com os testes de manobra de toque muscular (MTM):Aplicar ativação única do SED no músculo SCM. Toque rapidamente (aproximadamente 1 s) a superfície ativada do SED com outra posição do SCM (MTM, Figura 5C). Toque o NLR com a ponta do SED imediatamente após a MTM e observe a mudança EMG. Opere no mesmo tempo de resfriamento três vezes, a menos que ocorra uma mudança substancial na amplitude do EMG. Prossiga imediatamente sem testes de manobra de toque muscular (MTM):Aplicar ativação única do SED no músculo SCM. Toque no RLN com a ponta do SED imediatamente sem MTM. Observe a alteração EMG. Opere o mesmo tempo de resfriamento três vezes, a menos que ocorra uma mudança substancial na amplitude do EMG. Se for observada uma diminuição substancial da amplitude EMG, siga o passo 4.3.6. Se uma diminuição substancial da amplitude EMG for observada, pare o experimento RLN. Em seguida, monitore continuamente a resposta EMG em tempo real por pelo menos 20 min para determinar se a lesão do NLR é reversível ou não (Figura 5D). Registre manualmente os resultados experimentais como uma tabela (Tabela 2). 5. Estudo termográfico (TG) Configure o sistema de imagem térmica (Figura 6).NOTA: Câmera de imagem térmica com sensibilidade à temperatura de até uma faixa de temperatura de -20 °C a 650 °C. A imagem é atualizada a cada segundo.Coloque a câmera a 50 cm do tecido alvo em um ângulo de 60° em relação à mesa experimental (Figura 6A).NOTA: No campo de operação, medido por uma câmera de imagem térmica, a temperatura é exibida de acordo com a escala de cores. O local com a temperatura mais alta na tela é marcado com um sinal de “+” e sua temperatura correspondente é exibida (Figura 6B) Selecione Modo de vídeo e pressione o botão de captura.NOTA: Os procedimentos monitorados pela câmera térmica são gravados continuamente em forma de vídeo. Realizar a preparação animal para o estudo TG:Registrar a temperatura de fundo da área experimental usando a câmera de imagem térmica. A temperatura de fundo deve estar na faixa de 25 ± 2 °C (Figura 6C). Se a temperatura de fundo exceder este intervalo, ajuste a temperatura do ar condicionado do laboratório e teste novamente. Espessura padrão do músculo da cinta para ativação do SED: Prepare os músculos da cinta para o estudo do TG, conforme descrito no passo 2.3. A espessura padrão do músculo da cinta para ativação do SED é de 5 mm (Figura 6D). Estudo da ativação do TG (Figura 6 e Figura 7)Testes de ambiente seco: Limpe a superfície dos músculos da cinta suína com gaze seca.Ensaios de lâminas inteiras em ambiente seco (Figura 7A):Segure o músculo da cinta em toda a extensão da lâmina usando SED (Figura 6E). Avaliar a temperatura máxima de ativação: Após uma única ativação, a temperatura máxima é mostrada na tela durante a medição (Figura 7B). Avaliar a dispersão térmica lateral: Meça o diâmetro da linha isotérmica de 60 °C após uma única ativação. Avalie fumaça e respingos: Após uma única ativação, quando a temperatura mais alta na tela exceder 60 °C, registre qualquer fumaça e respingo na tela. Repita cinco medições em áreas diferentes.NOTA: A temperatura máxima de ativação foi avaliada com testes de lâmina inteira apenas em ambiente seco. Um terço (1/3) dos ensaios com lâminas em ambiente seco (Figura 7C):Segure o músculo da cinta com uma lâmina anterior de 1/3 de comprimento usando SED (Figura 6F). Avaliar a dispersão térmica lateral, a fumaça e os respingos (Figura 7D), conforme descrito na etapa 5.3.1.1. Repita cinco medições em áreas diferentes. Testes em ambiente úmido: Mergulhe os músculos da cinta suína em água estéril por 3 s imediatamente antes da ativação do SED.Ensaios de lâmina inteira em ambiente úmido (Figura 7E): Segure o músculo da cinta em toda a extensão da lâmina usando SED e avalie o espalhamento térmico lateral (Figura 7F), fumaça e salpicos conforme descrito no passo 5.3.1.1. Repita cinco medições em áreas diferentes. Testes de um terço (1/3) em ambiente úmido (Figura 7G): Agarrar o músculo da cinta com uma lâmina anterior de 1/3 de comprimento usando SED e avaliar o espalhamento térmico lateral, fumaça (Figura 7H) e salpicos conforme descrito no passo 5.3.1.1. Repita cinco medições em áreas diferentes. Registre manualmente os resultados experimentais como uma tabela (Tabela 3). Estudo de resfriamento TG (Figura 8)Ambiente seco: Limpe a superfície dos músculos da cinta suína com gaze seca como no passo 5.3.1.OBS: No estudo de resfriamento TG, todas as ativações foram realizadas em ambiente seco com ativação da lâmina inteira. Avalie o tempo mínimo de resfriamento sem MTM: Após a ativação única do SED com toda a lâmina no músculo da alça, comece a registrar o tempo de resfriamento até que a temperatura mais alta na tela seja inferior a 60 °C. Repita cinco medições em áreas diferentes.NOTA: Ao medir o tempo de resfriamento e a temperatura da lâmina SED após ativação única e MTM, cubra a área muscular ativada por SED e a área muscular de contato com MTM com gaze, pois a alta temperatura nessas áreas será detectada na tela TG e interferirá na temperatura a ser realmente medida. Avaliar a temperatura da lâmina após MTM: Após uma única ativação do SED com toda a lâmina sobre o músculo da alça, toque rapidamente (~1 s) a superfície ativada do SED com outra posição do músculo da alça (Figura 8A). Em seguida, registre sua temperatura imediatamente após deixar o SED do músculo da cinta com a lâmina aberta (Figura 8B). Avalie o tempo mínimo de resfriamento com MTM: Após a etapa 5.4.3, quando a temperatura for superior a 60 °C, comece a registrar o tempo de resfriamento até que a temperatura mais alta na tela seja inferior a 60 °C. Repita cinco medições em áreas diferentes. Registre manualmente os resultados experimentais como uma tabela (Tabela 4). 6. Interpretações dos dados Apresentar os parâmetros de segurança EP e TG em forma de tabela com marcação de fumaça e respingos.NOTA: Aqui, os parâmetros de segurança EP e TG do SED são apresentados em forma de tabela, e fumaça e respingos são marcados com símbolos * e #, respectivamente. Nos estudos de PE e TG, o resultado final relaciona os dados máximos conforme Tabela 5.

Representative Results

A operação animal foi realizada em cada leitão, e as estruturas anatômicas foram identificadas, como mostram a Figura 1 e a Figura 2. Várias estruturas foram cuidadosamente dissecadas (músculos ECM e músculos da cinta) e cuidadosamente preparadas (NLRs e VNs) de acordo com o procedimento padronizado mostrado na Figura 1 e Figura 2. Os SEDs testados neste estudo são mostrados em tabelas suplementares. Aplicando os procedimentos padrão descritos na seção Protocolo, os parâmetros de segurança das SEDs podem ser estabelecidos em experimentos com animais. Estudo eletrofisiológico (PE)A CIONM consiste em três partes principais: o eletrodo estimulador, o eletrodo de registro e o sistema de monitoramento (Figura 3A). Depois que o sistema CIONM é assegurado para estar disponível, a mudança de sinal durante o estudo EP pode ser bem documentada. (Figura 3D). Estudo de ativação de EP: Os protocolos de estudo de ativação de EP são mostrados na Figura 4A. A distância de ativação segura é definida como uma única ativação do SED em uma posição maior do que essa distância sem causar alteração substancial na amplitude EMG. Os registros do sinal EMG da APS do estudo de ativação do EP são mostrados na Figura 4C. Um exemplo de demonstração dos resultados experimentais do estudo de ativação EP é mostrado na Tabela 1. As interpretações finais são apresentadas na Tabela 5. Estudo de resfriamento de EP: Os protocolos de estudo de resfriamento de EP são mostrados na Figura 5A. O tempo de resfriamento seguro é definido como resfriamento por mais do que esse tempo após uma única ativação do SED que não causará alteração substancial na amplitude EMG. MTM de 1 s foi realizada imediatamente após uma única ativação do SED, que determinou se o SED era seguro ou inseguro de acordo com a ocorrência de alteração substancial da amplitude EMG. Os registros do sinal EMG da APS do estudo de ativação do EP são mostrados na Figura 5D. Um exemplo de demonstração dos resultados experimentais do estudo de resfriamento EP é mostrado na Tabela 2. As interpretações finais são apresentadas na Tabela 5. Estudo termográfico (TG)A configuração padronizada do sistema de imagem térmica é mostrada na Figura 6A. Os monitores de temperatura, a marca de temperatura mais alta (sinal de “+”) e a escala de cores são ilustrados na Figura 6B. A temperatura de fundo da área experimental é registrada como mostrado na Figura 6C. Os músculos da cinta foram preparados em uma espessura padrão de 5 mm, que é mostrada na Figura 6D. A definição da lâmina inteira e de um terço foi demonstrada na Figura 6E,F. Estudo de ativação de TG: A temperatura máxima foi testada com toda a lâmina em ambiente seco; os resultados são apresentados na Tabela 3. O estudo de ativação de TG contém quatro combinações: testes de lâmina inteira em ambiente seco (Figura 7A,B), testes de lâmina de um terço em ambiente seco (Figura 7C,D), testes de lâmina inteira em ambiente úmido (Figura 7E,F) e testes de lâmina de um terço em ambiente úmido (Figura 7G,H). Em comparação com o ambiente seco, respingos de calor e espalhamento térmico lateral tendem a ocorrer na tela de imagem TG no ambiente úmido. Diferentes SEDs têm diferentes padrões de propagação térmica lateral e formação de fumaça/respingos quando ativados com uma lâmina inteira ou um terço de uma lâmina, de acordo com seus diferentes mecanismos de hemostasia. A distância de propagação térmica é definida como a distância mais distante entre a linha isotérmica de 60 °C e a lâmina SED após uma única ativação. Os resultados experimentais são apresentados na Tabela 3. As interpretações finais são apresentadas na Tabela 5. Estudo de resfriamento TG: O tempo de resfriamento seguro é definido como resfriamento por mais de um tempo após uma única ativação do SED, e é completamente inferior a 60 °C na tela TG. O MTM (Figura 8A) é um bom método de resfriamento no qual a temperatura é diminuída rapidamente sob a tela de imagem TG. MTM de 1 s foi realizada imediatamente após uma única ativação do SED, e a temperatura na lâmina superior ou não a 60 °C determina se o SED é seguro ou inseguro, respectivamente (Figura 8B). Os resultados experimentais, incluindo tempo mínimo de resfriamento sem MTM, temperatura da lâmina após MTM e tempo mínimo de resfriamento com MTM, são mostrados na Tabela 4. As interpretações finais são apresentadas na Tabela 5. Interpretação dos dadosDe acordo com os dados obtidos nos experimentos, os parâmetros de segurança da SED serão integrados em uma tabela (a Tabela 5 mostra os dados coletados utilizando SEDs bipolares avançadas (referenciadas como Dispositivo A) na Tabela de Materiais). O dispositivo A é um dos dispositivos utilizados para exame neste estudo. Esses dados sugerem que, quando os cirurgiões utilizam este SED, eles devem manter uma distância de segurança suficiente e tempo de resfriamento suficiente, ajustar de acordo com diferentes ambientes operatórios e diferentes comprimentos de preensão, observar se ocorre padrão irregular de propagação térmica (fumaça e respingos) e avaliar a temperatura do SED após uma única ativação e imediatamente após a realização da MTM. Figura 1: Pele Incisão e dissecção dos músculos esternocleidomastoideos. (A) Uma linha de incisão transversa da pele cervical de 15 cm é feita 1 cm acima do esterno. (B) Os músculos da cinta são retraídos lateralmente para visualizar a cartilagem tireoide, cartilagem cricóide, anéis traqueais e glândula tireoide. Abreviações: ECM = músculo esternocleidomastoideo, STM = músculos da cinta, TC = cartilagem tireóidea, CC = cartilagem cricóide, Tireoide = glândula tireoide. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 2: Identificar e expor os RLNs (*) e VNs (#). Abreviações: ECM = músculo esternocleidomastoideo, S = músculos da cinta, TG = glândula tireoide, NLR = nervo laríngeo recorrente, VN = nervos vagos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 3: Configurações e gravações do C-IONM. (A) Montagem de eletrodos de C-IONM: eletrodos de registro – tubo endotraqueal 6# EMG foi intubado; eletrodos estimuladores foram instalados no VN (*); Eletrodos-eletrodos terra foram instalados fora da ferida operatória. Todos os eletrodos foram conectados ao sistema de monitoração. (B) As configurações avançadas dos estímulos da SAF. (C) Defina a corrente de estimulação e comece a obter a linha de base na coluna Vagus APS Stim e a latência e amplitude basais são testadas e calculadas automaticamente na nova janela (estabelecendo a linha de base da SAF). (D) A amostra do relatório C-IONM. Abreviações: SAF = estimulação periódica automática, EMG = eletromiografia, TET = tubo endotraqueal, C-IONM = monitorização neural intraoperatória contínua, NLR = nervo laríngeo recorrente, VN = nervos vagos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 4: Fluxograma dos protocolos de estudo de ativação do EP . (A) Testes de ativação única são realizados no NLR dos segmentos proximais (caudais) aos segmentos distais (cranianos) em diferentes distâncias. Se a resposta EMG permanecesse inalterada após os três testes de ativação na distância de 5 mm no segmento proximal, outro teste era realizado na distância de 2 mm. Se a resposta EMG permaneceu estável após testes repetidos na distância de 2 mm, os testes finais de segurança são realizados na distância de 1 mm ou tocando a ponta do SED diretamente com o NLR. Se uma diminuição substancial da amplitude EMG for observada após qualquer teste, o lado do experimento RLN estará completo, e a resposta EMG será continuamente monitorada por pelo menos 20 min. (B) O SED é testado a uma distância de 5 mm próxima ao NLR esquerdo. (C) Sinal EMG da APS ao realizar o estudo de ativação. Abreviações: SED = dispositivo de energia cirúrgica, RLN = nervo laríngeo recorrente, EMG = eletromiográfico, SAF = estimulação periódica automática. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 5: Fluxograma do protocolo de estudo de resfriamento do EP. (A) Os testes são realizados no NLR desde os segmentos proximais (caudais) até os segmentos distais (cranianos). Após a ativação do SED no músculo ECM ipsilateral (seta branca) e após tempos de resfriamento variados, tocar a ponta do NLR (estrela amarela) por um período de 5 s. Se a resposta EMG permaneceu inalterada após três testes de tempo de resfriamento de 5 s, testes de tempo de resfriamento de 2 s são realizados. Se a resposta EMG permaneceu inalterada após testes repetidos, os testes finais de segurança são realizados tocando a ponta SED com o NLR imediatamente após uma simples ou dupla ativação, com ou sem a manobra de toque (asterisco). (B) A ponta do SED é aberta para tocar a parte interna não revestida no RLN. (C) A manobra de toque (asterisco) é o toque/resfriamento rápido com SCM após a ativação. (D) O sinal EMG da APS ao fazer o estudo de resfriamento. Abreviações: NLR = nervo laríngeo recorrente, MCE = esternocleidomastoideo, EMG = eletromiográfico. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 6: Configuração do sistema de imagem térmica . (A) A câmera foi posicionada a 50 cm do tecido alvo e em um ângulo de 60° em relação à mesa experimental. (B) O campo de operação é medido por uma câmera de imagem térmica. A temperatura é exibida de acordo com a escala de cores e a temperatura mais alta na tela é marcada com um sinal de “+”. (C) Registrar a temperatura de fundo da área experimental. (D) A espessura padrão do músculo da cinta para ativação do SED é de 5 mm. (E) Teste da lâmina inteira em ambiente seco. (F) Ensaios de um terço (1/3) das lâminas em ambiente seco. Abreviação: SED = dispositivos de energia cirúrgica. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 7: Estudo de ativação do TG. (A,B) A: Ensaios de lâminas inteiras em ambiente seco; B: Imagem TG, a temperatura máxima de ativação é superior a 60 °C durante a ativação. (C,D) C: Teste de um terço (1/3) das lâminas em ambiente seco; D: Imagem TG, respingos (seta verde) são observados após a ativação. (E) Ensaios de lâminas inteiras no ambiente úmido; (F) Imagem de TG, espalhamento térmico lateral mais evidente (seta branca) em comparação com o ambiente seco. (G) Um terço (1/3) dos ensaios de lâminas em ambiente úmido. (H) Imagem TG, fumaça (seta azul) é mais evidente em comparação com ambiente seco. Abreviação: TG = termográfico. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 8: Estudo do resfriamento do TG com MTM . (A) Após uma única ativação do SED com toda a lâmina sobre o músculo da alça (círculo da linha pontilhada amarela), tocando rapidamente (aproximadamente 1 s) a superfície ativada do SED com outra posição do músculo da alça. (B) A imagem do TG mostra a temperatura do SED imediatamente após sair do SED do músculo da alça com a lâmina aberta. Quando a temperatura for superior a 60 °C, comece a gravar o tempo de resfriamento até que a temperatura mais alta na tela seja inferior a 60 °C. Abreviações: GT = termográfico, MTM = manobra muscular resistente, SED = dispositivos de energia cirúrgica. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Nervo nº. 5 milímetros, 2 milímetros, status de amplitude status de amplitude Nervo 1 estável (3) estável (3) Nervo 2 estável (3) estável (3) Nervo 3 estável (3) estável (3) LOS, perda de sinal; O número entre parênteses é o número de testes Tabela 1: Estudo da ativação eletrofisiológica (PE). Este é um dos resultados do estudo de ativação do PE. Cada distância é examinada três vezes até que o sinal EMG seja diminuído ou perdido. Cada SED é verificado com três nervos. Esses dados são obtidos por meio do Dispositivo A (Tabela de Materiais). Não. 5 s, 2 s, Imediatamente sem MTM, status de amplitude status de amplitude status de amplitude Nervo 1 estável (3) estável (3) LOS (1) Nervo 2 estável (3) estável (3) 47% de perda (2) Nervo 3 estável (3) estável (3) LOS (2) MTM, manobra de toque muscular; LOS, perda de sinal; O número entre parênteses é o número de testes Tabela 2: Estudo eletrofisiológico (PE) do resfriamento. Este é um dos resultados do estudo de resfriamento EP. Cada distância é examinada três vezes até que o sinal EMG seja diminuído ou perdido. Neste experimento, os MTM também são examinados. Cada SED é verificado com três nervos. Esses dados são obtidos por meio do Dispositivo A (Tabela de Materiais). Temperatura máxima de ativação (°C) Lâmina Teste 1 Teste 2 Teste 4 Teste 5 Máximo Lâmina inteira 74.7 73.5 72.3 74.1 77.4 Distância de propagação térmica lateral (em ambiente seco) (mm) Lâmina Teste 1 Teste 2 Teste 4 Teste 5 Máximo Lâmina inteira 3.7 5.2 4.9 4.2 5.3 Lâmina de um terço 4.2 4.7 4.5 5.0# 5.2# Distância de propagação térmica lateral (em ambiente úmido) (mm) Lâmina Teste 1 Teste 2 Teste 4 Teste 5 Máximo Lâmina inteira 5.2*# 4.3# 6.7 4.6# 6,7*# Lâmina de um terço 3.9*# 4.5# 5.1# 5.7*# 5.7*# * com fumaça; # com respingos Tabela 3: Estudo de ativação termográfica (TG). Este é um dos resultados do estudo de ativação de TG. Cada ativação é examinada cinco vezes sob a câmera. Esses dados são obtidos por meio do Dispositivo A (Tabela de Materiais). Tempo mínimo de resfriamento (até 60 °C) sem MTM (s) Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4 Teste 5 6 5 5 6 6 Temperatura da lâmina após MTM (°C) Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4 Teste 5 66.4 44.7 65.3 61.5 51.8 Tempo mínimo de resfriamento (até 60 °C) com MTM (s) Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4 Teste 5 2 – 2 1 – Tabela 4: Estudo de resfriamento termográfico (TG). Este é um dos resultados do estudo de resfriamento de TG. Cada ativação é examinada cinco vezes sob a câmera e o tempo de resfriamento é registrado. Esses dados são obtidos por meio do Dispositivo A (Tabela de Materiais). Parâmetros de segurança EP Dispositivo A Distância de ativação 2 milímetros Tempo de resfriamento 2 $ s Parâmetros de segurança TG Dispositivo A Temperatura de ativação @ 77,4 °C Distância de propagação térmica lateral Condição seca: lâmina inteira (lâmina de um terço) 5,3 milímetros (5,2# mm) Condição molhada: lâmina inteira (lâmina de um terço) 6,7 mm*# (5,7*# milímetro) Tempo de resfriamento sem MTM 6 s com MTM (Temperatura da lâmina após MTM) 2 s (66,4 °C) $ Sem perda de sinal EMG após o uso do MTM para resfriar os SEDs; @ com lâmina inteira em ambiente seco; * com fumaça; # com respingos; MTM, manobra de toque muscular Tabela 5: Parâmetros de segurança eletrofisiológicos (EP) e termográficos (TG). A tabela integrou os parâmetros de segurança EP e TG avaliados neste estudo. Esses dados são obtidos por meio do Dispositivo A (Tabela de Materiais).

Discussion

O desenvolvimento das SEDs baseia-se na expectativa dos cirurgiões tireoidianos de alcançar hemostasia efetiva durante a cirurgia de tireoide. No entanto, a alta temperatura gerada pela SED é um fator de risco que não pode ser ignorado. À medida que o uso de SED se torna mais comum, a lesão térmica dos nervos também se tornará mais comum. Portanto, é responsabilidade dos cirurgiões de tireoide que utilizam o SED entender como operar o equipamento com segurança. No entanto, não é aconselhável verificar os parâmetros de segurança por tentativa e erro repetidamente em humanos; portanto, o valor dos experimentos com animais foi demonstrado. Além disso, um processo padronizado é necessário para qualificar e quantificar os possíveis efeitos térmicos dasSEDs 15,17 para fornecer ao máximo aos cirurgiões tireoidianos orientações para a realização segura das operações.

Neste estudo, várias etapas requerem maior atenção. Nos estudos de EP, os bloqueadores neuromusculares puderam interferir com os sinais EMG durante a monitorização neural e não foram usados durante a indução e manutenção da anestesia. Nos estudos de TG, outras fontes de calor que não os ensaios SED devem ser removidas. Quando as fontes de calor não podem ser removidas (por exemplo, a área de ativação para estudo de resfriamento ou o músculo da cinta após MTM), é necessário bloquear as fontes de calor não testadas com gaze. Nos estudos de TG, a temperatura das SEDs antes da activação deve ser confirmada como estando dentro da temperatura de referência de fundo (25 ± 2 °C), caso contrário, deve ser tomada uma medida de arrefecimento e a lâmina deve ser determinada como seca antes de iniciar a experiência.

Vários estudos prévios contribuíram para a definição dos parâmetros de segurança EP 15,37,38,39,40,41,42,43 e TG 31,32 de vários SEDs em estudos de ativação e resfriamento em vários modelos de cirurgia de tireoide suína. O protocolo atual não apenas integra a experiência passada, mas também otimiza e padroniza ainda mais o processo. No estudo EP, uma vez que a SED foi ativada sem uma distância crítica segura ou tempo de resfriamento seguro, os nervos enfrentaram lesão irreversível e rápida. No estudo TG, observou-se o campo isotérmico de 60 °C e a produção de fumaça/respingos. Os cirurgiões podem entender melhor os padrões de propagação térmica em diferentes ambientes de ativação e diferentes faixas de apreensão.

Este estudo ainda apresenta algumas limitações. Primeiro, a temperatura no ambiente não é a mesma que na sala de cirurgia, e a temperatura do leitão não é a mesma que a temperatura corporal de um humano. Em segundo lugar, os resultados do modelo suíno podem não ser aplicáveis a todas as práticas clínicas humanas; o estudo experimental animal não apenas fornece aos cirurgiões informações sobre SED que não podem ser obtidas de humanos, mas também serve como uma plataforma de pesquisa valiosa para estabelecer informações de lesão térmica para SEDs recém-desenvolvidos no futuro. Essas informações podem ajudar os cirurgiões a escolher instrumentos e estratégias cirúrgicas que possam reduzir a lesão térmica durante a cirurgia de tireoide e paratireoide.

Este artigo demonstra o procedimento padrão para o uso de experimentos com animais para que os cirurgiões de tireoide possam obter uma compreensão mais abrangente de (1) a distância segura de ativação e o tempo de resfriamento para SEDs, (2) a temperatura máxima gerada pela ativação de SEDs e (3) propagação térmica lateral irregular e fumaça/respingos, que podem potencialmente lesar o nervo.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudo foi apoiado por subsídios do Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University (KMUH109-9M44), Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital/Kaohsiung Medical University Research Center concede (KMHK-DK(C)110009, I-109-04, H-109-05, I-108-02), e Ministério da Ciência e Tecnologia (MOST 109-2628-B-037-014, MOST 110-2314-B-037-104-MY2, MOST 110-2314-B-037-120), Taiwan.

Materials

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)
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Tseng, H., Huang, T., Wang, J. J., Lin, Y., Lu, I., Chiang, F., Dionigi, G., Randolph, G. W., Wu, C. Investigation of the Electrophysiological and Thermographic Safety Parameters of Surgical Energy Devices During Thyroid and Parathyroid Surgery in a Porcine Model. J. Vis. Exp. (188), e63732, doi:10.3791/63732 (2022).
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