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Une surveillance neurale peropératoire de la chirurgie de la thyroïde dans un modèle porcin

Published: February 11, 2019 doi: 10.3791/57919
Automatic Translation
1,2,3, 2, 4, 5, 2, 5, 2, 2, 6, 7, 7, 8, 9, 2,3, 5,10,11
1Department of Otorhinolaryngology, Kaohsiung Municipal Hsiao-Kang Hospital, Kaohsiung Medical University, 2Department of Otorhinolaryngology, Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University, 3Department of Otorhinolaryngology, Faculty of Medicine, College of Medicine, Kaohsiung Medical University, 4Department of Nursing, Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University, 5Department of Anesthesiology, Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University, 6Laboratory Animal Center, Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University, 7Department of Thyroid and Parathyroid Surgery, China-Japan Union Hospital and Jilin Provincial Key Laboratory of Surgical Translational Medicine, Jilin University, 8Division of Thyroid and Parathyroid Endocrine Surgery, Department of Otolaryngology, Massachusetts Eye and Ear Infirmary; Division of Surgical Oncology, Department of Surgery, Massachusetts General Hospital; Department of Otology and Laryngology, Harvard Medical School, 9Division for Endocrine Surgery, Department of Human Pathology in Adulthood and Child-hood "G. Barresi", University Hospital G. Martino, University of Messina, 10Department of Anesthesiology, Kaohsiung Municipal Hsiao-Kang Hospital, Kaohsiung Medical University, 11Department of Anesthesiology, Faculty of Medicine, College of Medicine, Kaohsiung Medical University

Summary

Cette étude vise à développer un protocole standard de surveillance neurale peropératoire de la chirurgie de la thyroïde dans un modèle porcin. Nous présentons ici un protocole visant à démontrer l’anesthésie générale, pour comparer les différents types d’électrodes et d’étudier les caractéristiques électrophysiologiques des nerfs laryngés récurrents normales et blessés.

Abstract

Peropératoire blessure au nerf laryngé récurrent (RLN) peut entraîner la paralysie des cordes vocales, qui interfère avec la parole et peut potentiellement interférer avec la respiration. Ces dernières années, monitorage peropératoire neuronal (IONM) a été largement adapté comme technique d’appoint pour localiser le RLN, détecter les blessures RLN et prévoir des cordes vocales fonction pendant les opérations. De nombreuses études ont également utilisé des modèles animaux pour enquêter sur les nouvelles applications de la technologie IONM et d’élaborer des stratégies fiables pour prévenir les blessures RLN peropératoire. Le but de cet article est de présenter un protocole standard à adopter un modèle porcin dans la recherche IONM. L’article explique les procédures permettant d’induire une anesthésie générale, l’intubation trachéale et de conception expérimentale pour étudier les caractéristiques électrophysiologiques des blessures RLN. Demandes du présent protocole peuvent améliorer l’efficacité globale à mettre en œuvre le principe des 3R (remplacement, réduction et raffinement) dans les études IONM porcines.

Introduction

Bien que la thyroïdectomie est maintenant une procédure couramment pratiquée dans le monde entier, la dysfonction voix postopératoires est encore commune. Peropératoire blessure au nerf laryngé récurrent (RLN) peut entraîner la paralysie des cordes vocales, qui interfère avec la parole et peut potentiellement interférer avec la respiration. En outre, un dommage à la branche externe du nerf laryngé supérieur peut provoquer un changement de voix majeure en agissant sur le terrain et projection vocale.

Neural monitorage peropératoire (IONM) pendant les opérations de la thyroïde a obtenu la grande popularité comme technique d’appoint pour la cartographie et confirmant la RLN, le nerf de vagus (VN) et la branche externe du nerf laryngé supérieur (EBSLN). Car IONM est utile pour confirmer et élucider les mécanismes des lésions RLN et pour détecter des variations anatomiques dans le RLN, il peut être utilisé pour prédire la fonction de corde vocale après thyroïdectomie. Par conséquent, IONM ajoute une nouvelle dynamique fonctionnelle en chirurgie de la thyroïde et permet aux chirurgiens des informations qui ne peuvent être obtenus par Visualisation directe seule1,2,3,4,5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10.

Récemment, plusieurs études prospectives ont utilisé des modèles porcins d’optimiser l’utilisation de la technologie IONM et d’établir des stratégies fiables pour prévenir peropératoire RLN blessures11,12,13,14 ,15,16,17,18,19,20. Porcines modèles ont également été utilisés pour fournir des praticiens indispensable éducation / formation dans les applications cliniques de IONM.

Par conséquent, la combinaison de modèles animaux et de la technologie IONM est un outil précieux pour l’étude de la physiopathologie de la blessure RLN21. Le but de cet article était de démontrer l’utilisation d’un modèle porcin dans la recherche IONM. Plus précisément, l’article montre comment induire l’anesthésie générale, procéder à l’intubation trachéale et mis en place des expériences pour étudier les caractéristiques électrophysiologiques des divers types de blessures RLN.

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Protocol

Les expérimentations animales ont été approuvées par l’animalier institutionnel et utilisation Comité (IACUC) de l’Université de médecine de Kaohsiung, Taiwan (protocole aucun : IACUC-102046, 104063, 105158).

1. anesthésie et préparation animaux

  1. Modèle animal porcin
    Remarque : Cette étude a appliqué le protocole décrit dans la littérature pour établir un modèle porcin prospectif de IONM11,12,13,14,15,16, 17,18,19,22.
    1. Utilisez KHAPS noir ou Duroc-Landrace porcs (3-4 mois ; pesant 18-30 kg).
    2. Assurez-vous que le protocole expérimental est conforme aux règlements nationaux et internationaux et les directives relatives à l’expérimentation animale, y compris les principes 3R (remplacement, réduction et raffinement). Obtenir une approbation éthique du protocole expérimental du Comité pour le soin et l’utilisation des animaux d’expérimentation à l’institution compétente.
  2. Induction de l’anesthésie
    1. Préparatifs avant l’anesthésie
      1. Retenir les aliments 8 heures avant l’anesthésie et retenir l’eau 2 heures avant l’anesthésie.
      2. Avant de soigner avec azapérone intramusculaire (4 mg/kg) à 2 heures avant l’anesthésie. Utiliser une bouteille de 500 mL sérum physiologique pour fabriquer un masque pour chaque porcelet. Découper selon les besoins afin d’assurer une sécurité maximale au museau.
      3. Utilisez la fonction pesage sur la table d’opération pour mesurer le poids net de chaque porceletFigure 1 a) ().
      4. Maintenir la température du corps avec un matelas à eau circulante réglé à 40 ° C.
    2. Induire une anesthésie générale (AG) avec le sévoflurane de 2 à 4 % à un débit de gaz frais de 3 L/min via le masque facial avec le cochon de lait dans une position couchée. GA peut également être induite par zloazepam et tiletamine intramusculaire. Une profondeur adéquate de l’anesthésie est habituellement réalisée en 3-5 minutes. Confirmer la profondeur de l’anesthésie par aucun mouvement sévère à la douleur en raison de cathétérisme veineux périphérique.
    3. Identifier une veine superficielle sur le côté extérieur d’une oreille et stériliser la région sélectionnée (environ 6 x 6 cm2) avec 75 % d’alcool. Pour une sécurité maximale, utiliser un cathéter intraveineux périphérique de calibre 24.
    4. Administrer anesthésique intraveineux comme propofol (1-2 mg/kg) ou thiamylal (5-10 mg/kg) pour alléger nociceptive en laryngoscopie directe.
      Remarque : Utilisation de l’agent de blocage neuromusculaire (NMBA) n’est pas suggérée. Dans des expériences ultérieures, NMBA peut compliquer l’intubation en appuyant sur la respiration spontanée et peut diminuer les signaux de l’électromyographie (EMG). En outre, le sévoflurane inhalation combinée avec un bolus de propofol ou barbituriques de courte durée d’action est aurait été suffisante pour faciliter l’intubation trachéale.
  3. L’intubation trachéaleFigure 1 b) ()
    1. Préparer le matériel et les matériaux requis pour l’intubation tube EMG : un tube endotrachéal pour EMG de taille #6, un masque à ventilation assistée, deux sangles pour tenir la bouche ouverte, une bande de gaze pour tirer la langue, une sonde d’aspiration pointe émoussée, un laryngoscope vétérinaire avec lames droites de 20cm, une bougie élastique, une seringue de 20 mL, un stéthoscope et ruban adhésif.
    2. Positionner le porcelet dans une position couchée sur la table d’opération. Aligner la tête et du corps pour assurer une visualisation claire des voies aériennes supérieures.
    3. Diriger l’assistant appliquer la traction de la mâchoire supérieure et inférieure pour maintenir une ouverture de bouche adéquate et d’éviter la rotation ou la surutilisation de la tête. Couvrir la langue avec de la gaze et tirez la langue afin d’optimiser le champ visuel.
    4. Tenez le laryngoscope et placez-le directement dans la cavité buccale d’appuyer sur la languette.
    5. Directement visualiser l’épiglotte et utilisez le laryngoscope pour presser l’épiglotte vers le bas, vers la base de la langue.
    6. Lorsque les cordes vocales sont clairement identifiés, avancer doucement la bougie élastique dans la trachée. Légère rotation de la bougie élastique peut être nécessaire de vaincre la résistance. Ensuite, avancez le tube pour EMG à l’angle de la bouche jusqu'à une profondeur de 24 cm.
    7. Gonfler le brassard de tube EMG à un volume ne dépassant pas les 3 mL. Si une ventilation par ensachage manuel ne révèle aucune fuite d’air évident, in situ la déflation du tube EMG est faisable.
    8. Lorsque le tube pour EMG est placé à la bonne profondeur, confirmer le libre passage des gaz frais par ensachage manuel. Confirmer la bonne intubation trachéale en fin d’expiration dioxyde de carbone (etCO2) (capnographie) de surveillance et auscultation de la poitrine pour le dépistage précoce des involontaire oesophagien ou intubation endobronchique.
      Remarque : Capnographie a montré la forme d’onde de2 etCO tant la valeur numérique en mmHg. Lors de l’intubation oesophagienne, etCO2 était absent ou proche de zéro après 6 respirations. Alors que le tube de l’EMG était en au bon endroit, le typique etCO2 signal et la valeur adéquate (généralement > 30 mmHg) a été noté. En outre, le bruit de respiration d’un poumon bilatéraux rempli est claire et symétrique tel que déterminé par l’auscultation de la poitrine.
    9. Ruban adhésif médical permet de fixer le tube pour EMG à l’angle de la bouche. Puisque le tube nécessite généralement l’ajustement au cours d’expériences IONM, ne pas fixer le tube au museau.
    10. Raccordez le tube pour EMG au ventilateur. Capnographie continue est obligatoire pour suivre la valeur de2 etCO et courbe tout au long de l’expérience.
  4. Entretien de l’anesthésieFigure 1) ()
    1. Après que le tube pour EMG est fixe, positionner le cochon de lait sur le dos avec le cou étendu (Figure 1). Maintenir une anesthésie générale avec le sévoflurane de 1 à 3 % d’oxygène à 2 L/min.
    2. Aérer les poumons en mode de réglage du volume à un volume de marée de 8 à 12 mL/kg et la valeur de la fréquence respiratoire à 12-14 respirations/min.
    3. Commencer la surveillance physiologique, y compris de la capnographie, électrocardiographie (ECG) et oxygénation (SaO2).

2. matériel réglage et l’exploitation animale (Figure 1)

  1. Installation de l’équipement
    1. Connectez les fils de chaîne du tube EMG pour le système de surveillance.
    2. Définir le système de surveillance à lancer une fenêtre de temps de 50 ms. Ensemble pulsé des stimuli à 100 μs et 4 Hz. régler le seuil de capture d’événement de 100 μV.
  2. Intervention chirurgicale
    1. Porter des gants chirurgicaux stériles et utilisez polyvidone iodée avec des cotons-tiges pour désinfecter le site chirurgical de cou.
    2. Faire une incision transversale collier environ 10-15 cm de long avec un scalpel pour exposer le cou et le larynx.
    3. Soulever le rabat subplatysmal 1 cm proche de la clavicule à l’os hyoïde.
    4. Retirez les muscles de la sangle et visualiser les anneaux trachéaux et les nerfs. Bistouri électrique monopolaire et bipolaire permet d’aider la dissection chirurgicale et l’hémostase.
    5. Localiser, identifier et exposer avec soin le EBSLN, RLN et VN avec une sonde de stimulation ordinateur de poche.
    6. Placer une électrode de stimulation périodique automatique (APS) sur un côté du VN pour stimuler pendant IONM continu (CIONM). Connecter l’électrode APS avec le système de surveillance. La valeur des stimuli pulsées 1 Hz, 100 µs et 1 mA.
  3. À la fin des expériences, euthanasier tous les porcelets par le vétérinaire.

3. l’électrostimulation

Remarque : Pour appliquer le principe des 3R dans les études IONM porcins, toujours réaliser des études d’électrophysiologie reproductible qui ne provoquent pas de lésions du nerf avant de procéder à des expériences qui peuvent causer des lésions nerveuses. Ceci peut être utilisé pour étudier l’intensité, l’innocuité et les effets cardiopulmonaires11,17. L’équipement IONM peut être classé comme matériel de stimulation ou appareil de contrôle (Figure 2 a).

  1. Évaluer les réactions d’EMG de base des nerfs cibles, y compris les EBSLN RLN et VN (Figures 2 b, 2C).
    1. Commence avec un courant de stimulation initiale de 0,1-mA courant et stimulation par incréments de 0,1-mA jusqu'à ce qu’une réponse EMG est détectée et enregistrée.
    2. Augmenter le courant jusqu'à ce que la réponse EMG maximale est obtenue.
    3. Enregistrer l’amplitude de référence, la latence et forme d’onde de la réponse de l’EMG.
    4. Définir le niveau de stimulation minimale que le courant le plus bas (mA) qui évoque clairement l’activité EMG de > 100 µV. définir le niveau de stimulation maximale que le courant le plus bas qui évoque la réponse EMG maximale.
  2. Évaluer l’innocuité de la stimulation électrique11,19
    1. Appliquer une impulsion de 1 minute continue au niveau cinquième anneau trachéal du VN ou RLN.
    2. Augmenter progressivement le stimulus courant de 1 mA à 30 mA.
    3. Pendant la stimulation VN, évaluer la stabilité hémodynamique par surveillance du rythme cardiaque, ECG et de la pression sanguine artérielle.
    4. Enfin, évaluer l’intégrité fonction de nerf en comparant les réponses EMG proximales sur le site de stimulation nerveuse avant et après que chaque degré de stimulation est appliquée.
  3. Effet des anesthésiques (myorelaxants et leurs renversements)12,20
    Remarque : Une mauvaise utilisation de NMBAs est une cause potentielle de IONM infructueuse. Le modèle animal proposé a été utilisé pour comparer les profils de recouvrement entre les différents NMBAs dépolarisants (p. ex., succinylcholine) et nondépolarisants NMBAs (p. ex., rocuronium) à des doses variables et d’identifier la NMBA optimale pour une utilisation dans IONM. Le modèle animal peut également servir à évaluer l’efficacité des drogues de renversement NMBA (p. ex., sugammadex) pour restaurer rapidement la fonction neuromusculaire supprimée par rocuronium.
    1. Tout d’abord, appliquez C-IONM et utilisez les latences de référence automatiquement étalonné et amplitudes d’EMG comme données de contrôle.
    2. Administrer une injection d’un bolus de rocuronium 0,3 mg/kg dans un volume de 10 mg/mL et observez les changements en temps réel des EMG.
    3. Trois minutes après l’injection, effectuer une injection de sugammadex 2 mg/kg dans un volume de 100 mg/mL comme un bolus rapide. Enregistrer le profil de récupération du larynx EMG pendant 20 minutes.
  4. Électrodes de stimulation (Stimulation des sondes/dissecteurs) ()Figure 3)17
    Remarque : Il existe différents types d’électrodes de stimulation qui peuvent être utilisés pour la stimulation nerveuse durant IONM, par exemple, dissecteurs stimulation (Figure 3 sondes monopolaires (Figure 3 a) et sondes bipolaires (Figure 3 b) ).
    1. Pour mimer une stimulation directe des nerfs pendant la chirurgie, appliquer 1 stimulation de mA à l’EBSLN, RLN et VN sans carénage sus-jacente.
    2. Pour imiter le mappage indirect et la localisation de la position du nerf avant identification visuelle pendant la chirurgie, appliquer une stimulation mA 1 à une distance de 1 et 2 mm de nerfs à recouvrant le fascia.
    3. Enregistrer et comparer les réponses EMG entre différents types d’électrodes de stimulation.
  5. Enregistrement des électrodes (électrodes d’électrodes/pre-gelled peau de tubes/aiguille EMG) (Figure 4)
    1. Utilisez le modèle animal pour évaluer comment la rotation ou un déplacement haut/bas de l’électrode de tube EMG (Figure 4 a) influe sur la stabilité du signal EMG. En outre, utiliser le modèle animal pour comparer les réponses EMG entre les types d’électrodes différentes (p. ex., électrodes aiguilles et électrodes auto-adhésives de pré gélifiés, Figure 4 b) et enregistrement de différentes approches (par exemple, approches transcutanée/percutanée et transcartilage, 4 chiffres et 4D) en termes de faisabilité, la stabilité et précision pendant IONM.
    2. Pour une étude de faisabilité, appliquer une 1 relance mA courant pour EBSLNs bilatéraux, VNs et RLNs. enregistrement et comparer les réponses EMG évoquées par chaque électrode testée (c.-à-d., EMG, tube, transcutanée, percutanée et transcartilage électrodes).
    3. Pour une étude de stabilité, évaluer et comparer la stabilité du signal EMG dans C-IONM sous déplacement de cartilage cricoïde/trachéale induite expérimentalement.
    4. Pour une étude de précision, évaluer et comparer la précision des électrodes testés dans C-IONM pour identifier une dégradation du signal EMG sous blessures RLN.

4. étude de blessures RLN (Figure 5)

  1. Conformément au principe des 3R, réaliser des expériences de blessure RLN dans le modèle porcin après tout répétable électrophysiologie études sont terminées. Effectuer des essais de segments de nerfs de segments proximaux nerf aux segments distaux nerf (c'est-à-dire passer de la partie caudale de la RLN à la partie crânienne de la RLN).
  2. Utilisation C-IONM pour confirmer et comparer les tendances de l’évolution en temps réel EMG laryngé évoqué des signaux pendant et après les lésions aiguës de RLN avec les mécanismes des différentes blessures (p. ex., traction, serrage, transection ou blessures thermiques) (Figures 5 a et 5 b) . Utilisez C-IONM pour affichage en temps réel continu et en inscription de changements de l’EMG et recouvrements séquentiels tout au long de l’expérience (Figure 5).
  3. Recueillir les blessés RLN segments pour une analyse histopathologique des altérations morphologiques causés par les expériences de lésion du nerf.
  4. Blessure de traction compression/étirement
    Remarque : Traction compression ou étirement blessures sont les blessures les plus fréquentes RLN peropératoires. Expérimentalement, induisent des contraintes de traction et observer les changements qui en résultent d’EMG électrophysiologiques et changements histopathologiques.
    1. Traction compression blessures13
      1. Envelopper une boucle de plastique mince (par exemple, une boucle vasculaire 1,3 mm de large) autour du RLN et utiliser une jauge pour appliquer la rétraction avec 50 g de tension (Figure 5 a). Ce programme imite un RLN piégé contre une bande dense, fibreuse ou une artère de passage dans la région du ligament de Berry pendant la traction médiale du lobe thyroïdien.
    2. Traction extensible blessure16
      1. Envelopper le RLN avec un matériau élastique plus large (par exemple, un drain de Penrose silicone large de 10 mm) et utiliser un dynamomètre pour rétracter le RLN avec 50 g de tension) ce régime imite un RLN collés à ou encastrées dans la capsule de goitre et étiré vers l’avant au cours de la médiale traction.
  5. Blessure de serrage
    Remarque : Peropératoire traumatisme mécanique à la RLN résulte habituellement de faible exposition ou une erreur d’identification visuelle de la RLN. 13 , 16
    1. Après la compression traction blessure RLN expérimenter, pincer le segment distal de la RLN avec une pince hémostatique pendant une seconde. Ce programme imite le nerf portège par inadvertance en raison d’une erreur d’identification visuelle comme un navire au cours de l’opération. Enregistre le signal EMG accompagnement changement pour comparaison avec d’autres observations histopathologiques du spécimen de nerf.
  6. Lésion thermique
    Remarque : Peropératoire RLN thermiques blessures résultent de thermique propage quand les dispositifs de bistouri électrique et divers dispositifs axés sur l’énergie (EBDs) sont utilisés pour induire l’hémostase près le RLN. Comme la blessure de traction, lésion thermique est rarement visible à le œil nu. Par conséquent, effectuer des expérimentations animales IONM pour déterminer le meilleur modèle pour l’évaluation de la physiopathologie des lésions thermiques RLN et pour tester la tolérance thermique14 et celle des EBDs15,18.
    1. C-IONM permet d’enregistrer les modifications de l’EMG en continu tout au long de l’expérience.
    2. Pour l’étude de l’activation, étudier comment l’énergie des équipements (EBD) peut être appliqué en toute sécurité pour l’hémostase et la dissection près le RLN pendant une intervention chirurgicale (Figure 5 b).
      1. Activer l’EBD (électrothermique navire bipolaire étanchéité système, la puissance réglée au niveau 2 et l’énergie cesse automatiquement de 2 à 4 secondes) à une distance de 5 mm de la RLN.
      2. Si les signaux EMG restent stables après plusieurs essais, effectuer un nouvel essai à la distance plus étroite (par exemple, 2 mm et suivi par la distance de 1 mm).
      3. Si toute modification substantielle de EMG se produit après qu’un test de l’expérience est complète et suivie d’un enregistrement EMG en temps réel continu pendant au moins 20 minutes.
    3. Pour l’étude du refroidissement, évaluer le temps de refroidissement à déterminer après activation optimale EBD paramètres de refroidissement.
      1. Contacter l’EBD activé sur le RLN directement après un 5 secondes de temps de refroidissement.
      2. Si les signaux EMG restent stables après trois essais, tester le temps de refroidissement plus court (par exemple, 2 secondes et suivie d’une seconde).
      3. Si l’EMG reste stable après essais répétés, confirmer l’innocuité de l’EBD en touchant le RLN immédiatement après activation.

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Representative Results

Étude de l’électrophysiologie
Données de base EMG, niveau du stimulus minimal/maximal et les courbes de stimulus / réponse
En utilisant une stimulation monopolaire standard probe, le niveau de stimulation minimale obtenue pour VN et RLN stimulation s’étend de 0,1 à 0,3 mA, respectivement. En général, le stimulus actuel en corrélation positive avec la résultante EMG amplituderesponse11,17. L’amplitude de l’EMG plafonné au niveau de la stimulation maximale de 0,7 mA stimulation VN et 0,5 mA pour RLN stimulation11.

Stimulation électrique (intensité, l’innocuité et les effets cardiopulmonaires)
Dans l’étude de la sécurité, il n’y a aucun effet indésirable sur signal EMG ou stabilité hémodynamique observé après continu pulsatile VN RLN stimulations et dans le cadre de 1 mA à 30 mA. En outre, les amplitudes de base EMG et latences du VN ou RLN étaient relativement inchangées après les nerfs a été stimulée par un fort courant. Par conséquent, il a été suggéré qu’un stimulus haut intermittent actuel pendant IONM n’était pas nocif au VN ou RLN19.

Effets des anesthésiques (myorelaxants et leurs renversements)
Comparaisons expérimentales de NMBAs de ce modèle animal a montré que différents types et doses de myorelaxants ont profil différent de régénération naturelle. Par exemple, les temps de récupération pour la succinylcholine (1 mg/kg) et de faibles doses de rocuronium (0,3 mg/kg) ont été significativement plus courtes que celle de la dose standard rocuronium (0,6 mg/kg). Les expériences des inversions NMBA de confirment que cette sugammadex (inversion de rocuronium) rapidement et efficacement restaure la fonction neuromusculaire supprimée par rocuronium20.

Électrodes stimulants (sondes de stimulation et stimulateurs dissection)
En général, IONM est réalisée avec une surface de base ETT disponible dans le commerce enregistrement système d’électrodes (c.-à-d. un EMG de ce qu’on appelle le tube). Toutefois, une limitation de l’utilisation clinique des tubes de l’EMG est la nécessité de maintenir un contact permanent entre les électrodes et les cordes vocales pendant l’intervention pour obtenir un signal EMG robuste. IONM faussement peut résulter d’un tube EMG qui est mispositioned au cours de l’intubation (p. ex., en raison de la profondeur d’insertion incorrecte, taille de tube incorrect ou rotation de l’électrode) ou d’un tube pour EMG qui est déplacé au cours de la manipulation chirurgicale ou du cou rétraction (p. ex., causant un déplacement haut/bas ou de rotation de l’électrode).

Les comparaisons expérimentales d’électrodes de stimulation ont montré que la stimulation des sondes/dissecteurs évoqués les signaux EMG typiques de la EBSLN/RLN/VN avec 1 courant de mA. Le courant de stimulation est positivement corrélée avec l’amplitude résultante d’EMG. Sondes monopolaires et stimulants dissecteurs, EMG maximale a été obtenue par < 1 mA. Pour une sonde bipolaire, EMG maximal requis un courant plus élevé. Dans tous les groupes, les amplitudes de EMG évoqués diminuait la distance entre la sonde/dissecteur et le nerf a augmenté. Amplitudes d’EMG évoqués a aussi diminué dans les nerfs stimulés qui avaient recouvrant le fascia. Par conséquent, le modèle animal a confirmé que la stimulation dissecteurs et sondes classiques sont efficaces pour évoquer des formes d’onde EBSLN, RLN et VN afin de contrôler la fonction nerveuse en temps réel pendant la chirurgie17. Diverses sondes de stimulation/dissecteurs sont maintenant disponibles dans le système IONM exigences de stimulation spécifique, application de surveillance chirurgicale et la préférence des utilisateurs.

Électrodes d’enregistrement (EMG tubes, aiguilles électrodes et électrodes pré gélifié peau)
L’étude de faisabilité a confirmé que les électrodes EMG de tube sur le vocalis, les électrodes d’aiguille percutanée/transcutanée et les électrodes pré gélifiés transcutanée/transcartilage ont été efficaces pour l’enregistrement EMG laryngé évoqué typique formes d’onde du VN et RLN sous stimulation de mA 1. La figure 6 montre que transcutanée/transcartilage électrodes pré gélifiés enregistrement, en général les amplitudes de EMG inférieurs par rapport aux électrodes de tube et l’aiguille EMG.

Dans l’étude de la stabilité, des tracés EMG en temps réel ont été comparés avant et après que déplacement trachéale a été induite expérimentalement. Figure 7 montre que le changement en contact entre les électrodes du tube EMG et cordes vocales après que déplacement trachéale a considérablement modifié les signaux EMG enregistrés. Cependant, déplacement trachéale a eu aucun effet apparent sur la qualité de contact électrode ou sur la qualité du signal EMG des électrodes transcutanées ou transcartilage.
L’étude de précision a évalué la précision des signaux en temps réel en reflétant la dégradation EMG indésirable au cours du stress RLN expérimentalement induite par stimulation VN continue avec l’électrode de l’APS. Lorsque la contrainte de traction RLN a été induite expérimentalement, l’EMG tube électrodes sur le muscle vocalis et les électrodes transcartilage/percutanée/transcutanée a enregistré des profils similaires de dégradation progressive dans l’amplitude de l’EMG (Figure 8).

Étude de blessure RLN
Blessure de traction
Modifications typiques de EMG en temps réel pendant la traction RLN ont révélé une diminution de l’amplitude progressive combinée à une augmentation de la latence (le soi-disant « événement combiné »). En outre, les signaux EMG progressivement récupéré après la libération de traction (Figure 9 a). L’étude histopathologie a montré que les changements morphologiques produisait surtout dans les structures nerveuses extérieures telles que l’epi - et peri-neurium. Structures dans l’endoneurium est resté relativement intact13,16.

Blessure de serrage
Tous les RLNs ont montré une LOS immédiate (dans moins de 1 s) après une lésion mécanique aiguë a été induite expérimentalement. En outre, aucun progressivement récupération EMG peut être observée dans un court laps de temps après la blessure (Figure 9 b). L’étude histopathologie a montré que la distorsion de l’épinèvre et le périnèvre était plus élevée dans le groupe serrage de blessure par rapport à la traction des blessures groupe13,16.

Lésion thermique

Au cours de l’étude des lésions thermiques, l’EMG en temps réel révèle une épreuve du combiné, qui alors se dégrade rapidement à LOS (Figure 9). Le temps de réaction avant que LOS et la gravité des blessures électrophysiologiques peuvent être liées à la dose de stress thermique14. Études de EBDs révèlent que la distance d’activation sans danger à la RLN et le temps de refroidissement varier selon le type de l’EBD. Par exemple, les distances de sécurité activation et les temps de refroidissement sont 5 mm et 1 seconde pour bistouri électrique monopolaire (15 watts), 3 mm et 1 seconde pour bistouri électrique bipolaire (30 watts), 2 mm et 3 à 10 secondes pour le scalpel harmonique et de 2 mm et 2 à 5 secondes pour le Ligasur système e, respectivement. Notamment, le scalpel harmonique devrait être refroidi pendant plus de 10 secondes ou refroidi par un rapide (2 secondes) touch muscle manoeuvrer avant qu’il touche le RLN. Le système Ligasure doit être refroidi pendant plus de 2 secondes ou refroidi par une manœuvre de touch muscle rapide avant qu’il touche le RLN15,18. L’examen histopathologique des nerfs blessés thermiques a montré relativement graves dégâts à l’intérieur endoneurium avec moins de distorsion de la structure de nerf externe16.

Figure 1
Figure 1. Préparation et l’anesthésie des porcs noir/Duroc-Landrace KHAPS recherche IONM. (A) poids Net de chaque porcelet a été mesurée avant l’anesthésie. (B) un assistant a maintenu une bouche adéquate d’ouverture tandis que la traction a été appliquée à la mâchoire supérieure et inférieure. Un laryngoscope servait alors d’appuyer sur l’épiglotte vers le bas, vers la base de la langue. Lorsque les cordes vocales ont été clairement identifiés, la bougie élastique a été doucement avancé dans la trachée. Le tube pour EMG était ensuite inséré jusqu'à une profondeur de 24 cm à l’angle de la bouche approprié. (C), le cochon de lait a été placée sur son dos avec le cou étendu. Le chenal mène de l’enregistrement d’électrodes ont été connectés au système de surveillance. La surveillance physiologique a été réalisée au cours de l’étude. (D) le cou et le larynx ont été exposés pendant les expériences. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2. L’équipement électronique aux multiples facettes et le principe du système IONM. (A) l’équipement de base inclus les électrodes stimulants neuronales (stimulateur) et les électrodes d’enregistrement (reliés à l’ETT). (B) la stimulation électrodes peuvent être utilisées pour déterminer l’emplacement et l’état fonctionnel de l’EBSLN, RLN et VN pendant IONM. (C) l’EMG evoked response est affichée sur un écran LCD. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3. Les électrodes de stimulation différents disponibles pour les utilisent dans IONM. Sondes bipolaires de sondes monopolaires (B) (A) et (C) des sondes de stimulation/dissecteurs. La sélection des sondes de stimulation/dissecteurs utilisé pour IONM dépend les exigences spécifiques de la stimulation, l’application spécifique désiré et la préférence du chirurgien. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4. Il existe différents types d’électrodes enregistrement devant servir à IONM. Électrodes (A) The EMG ETT incluent (1 a), Trivantage (1 b) Contact renforcé (1C) - Standard renforcé et (1D) - FLEX EMG Tubes) ; (B) (2) - adhésifs électrodes pré gélifiés et (3) - les électrodes de l’aiguille. (C et D) EMG le tube est conçu pour toucher le champ vocal par intubation (j’ai) et l’adhésif pré gélifié ou aiguille électrodes peuvent être utilisées en transcutanée (II), percutanée (III), ou approche transcartilage (IV) pour l’enregistrement EMG pendant IONM. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
La figure 5. IONM continu a été effectué via APS de le VN (*) à cerner l’évolution EMG en temps réel la RLN lors de blessures de traction (A) et (B) thermique. (C). tout au long de l’expérience, le système C-IONM affichées et enregistrées en continu les variations induites de EMG et les recouvrements séquentielles en temps réel. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6. Comparaison des réponses EMG évoquées entre quatre différents types d’électrodes d’enregistrement. Les études de faisabilité ont indiqué que tous les types d’électrodes (c.-à-d., EMG, tube, transcutanée, percutanée et électrodes transcartilage) dûment consignés typique évoqués des signaux EMG laryngés de la RLN sous stimulation de mA 1. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7. Comparaison des temps réel tracés EMG avant et après le déplacement trachéale expérimentale. Pour l’étude de stabilité, déplacement trachéale a été expérimentalement induite. Changements dans le contact entre les électrodes du tube EMG et les cordes vocales a provoqué une variation significative dans les signaux EMG enregistrés. (A) les électrodes dans les position normale enregistrée des signaux EMG forts. (B) des électrodes avec léger déplacement vers le haut (1 cm) enregistrement relativement plus faibles signaux EMG. (C) électrodes modéré à sévère déplacement vers le haut (2 cm) a montré une LOS EMG. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 8
Figure 8. La comparaison des tracés en temps réel de EMG pendant expérimentales blessures de traction RLN expérimentales RLN entre quatre différents types d’électrodes d’enregistrement. Les précision des études ont montré que, lorsque la contrainte de traction RLN a été induite expérimentalement, tous les types d’électrodes (c.-à-d., EMG, tube, transcutanée, percutanée et transcartilage électrodes) a enregistré des profils similaires de dégrader progressivement EMG amplitude. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 9
Figure 9. Comparaison des changements en temps réel de EMG et recouvrements séquentiels après les différents types de blessures RLN. (A) des blessures de traction, les signaux EMG progressivement dégradée sous tension nerveuse et une reprise progressive après sortie de traction. (B) en serrage des blessures, les signaux EMG a montré un LOS immédiate et sans récupération. (C) des blessures thermiques, les signaux EMG a révélé une épreuve du combiné et puis rapidement progressivement dégradée à LOS sans récupération. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

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Discussion

Blessure au RLN et EBSLN demeure une source importante de morbidité due à la chirurgie de la thyroïde. Jusqu'à une date récente, lésions du nerf pourraient seulement être identifiée par Visualisation directe du traumatisme. L’utilisation de IONM permet désormais plus identification fonctionnelle de la RLN en appliquant la stimulation et la contraction des muscles cible d’enregistrement. Actuellement, cependant, les deux systèmes conventionnels de IONM intermittentes et continues ont certaines limitations techniques dans les interprétations de faux positifs et faux négatifs. Par conséquent, des modèles animaux appropriés sont nécessaires pour ces questions cliniques.

Récemment, beaucoup d’études expérimentales chez l’animal ont essayé de surmonter les écueils de IONM et afin d’étudier de nouvelles applications. La plupart de ces études ont utilisé des animaux moyennes comme canine/dog23,24,25 et porcin/porc/mini-pig11,12,13,14, 15,16,17,18,19,22,26,27,28, 29. Modèles canins de la RLN fonction laryngée sont bien établies et hautement imitent la physiologie, la taille et l’anatomie humaine. Le modèle porcin est l’animal le plus vieux appliqué dans RLN recherche30,31. Les premières expériences de porcs vivants, interprétés par Galen dans le deuxième siècle de notre ère a montré des altérations fonctionnelles dans un percement RLN. Actuellement, le modèle porcin est plus couramment utilisé pour la recherche IONM car son anatomie et la physiologie sont très semblables à ceux des humains. Les porcs expérimentaux ont une taille moyenne qui permet un maniement aisé et sont largement disponibles à un coût relativement faible de21.

Cet article explique les protocoles standard pour l’utilisation du modèle porcin dans la recherche IONM, y compris les protocoles d’anesthésie générale et intubation trachéale. Le principe des 3R est implémenté dans les plans d’expériences pour l’étude des caractéristiques électrophysiologiques des blessures RLN. Parmi les principales questions à l’utilisation des caractéristiques des paramètres include(1) EMG modèle porcin proposé et des considérations de sécurité lors de l’application de la stimulation électrique11,17,19, (2) l’utilisation de relaxants musculaires et inversions12,20,32, stimulant (3) et enregistrement des électrodes17et plus important encore (4) modèles de RLN blessures13,14,15, 16,18 qui ne peut être quantifiée avec précision chez les humains. Les protocoles ont été mis en place pour induire la gravité différente et les types de blessures RLN. Données enregistrées d’EMG en temps réel étaient corrélées aux examens de fonction et l’histopathologie postopératoire de cordes vocales. Bien que certaines données provenant d’études expérimentales sont inapplicables dans la pratique clinique, notre modèle porcin fournit une plate-forme de recherches utiles non seulement dans la sentation de la technologie de IONM, mais aussi pour orienter les futures expériences afin d’améliorer les stratégies de chirurgie blessures RLN moindre au cours de la chirurgie thyroïdienne.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Cette étude a été financée par des subventions de Kaohsiung Medical University Hospital, Université de médecine de Kaohsiung (KMUH106-6R49) et du ministère de la Science et la technologie (la plupart 106-2314-B-037-042-MY2.), Taiwan

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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