Summary
Het doel van deze publicatie is om de mogelijke toepassing van een nieuw apparaat aan te tonen met behulp van gesimuleerde vaste orgaanletsels in een varkensmodel.
Abstract
Vaste orgaan (lever, milt, en nier) bloeding is vaak levensbedreigend en kan moeilijk zijn om te stoppen bij ernstig zieke patiënten. Traditionele technieken voor het arresteren van deze voortdurende bloeden omvatten stolling door hoogspanningselektrocauterie, actuele hemostatische toepassing, en de levering van ontstoken argon gas. Het doel van deze studie/ video was om de werkzaamheid van een nieuw energie-apparaat aan te tonen voor het arresteren van aanhoudende vaste orgaanbloeding. Een nieuw instrument met behulp van bipolaire radiofrequentie (RF) energie die werkt te ontbranden / koken druipende zoutoplossing uit een eenvoudig handstuk wordt gebruikt om lopende bloeden van vaste orgaanverwondingen te arresteren in een varkensmodel. Dit instrument wordt geëxtrapoleerd uit ervaring binnen electieve hepatische resecties. Een escalerende reeks verwondingen aan vaste organen binnen een varkensmodel zal worden gecreëerd. Dit zal worden gevolgd door het arresteren van bloeding met deze nieuwe energie-apparaat in volgorde. Er zal ook een standaardzuiginrichting worden gebruikt. Deze eenvoudige zoutoplossing / RF energie-instrument heeft het potentieel om lopende vaste orgaanoppervlakte / capsulaire bloeden, evenals matige bloeding geassocieerd met diepe snijwonden te arresteren.
Introduction
Ongecontroleerde bloeding als gevolg van vast orgaanletsel blijft een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit in zowel bot als indringend trauma1. Met de komst van effectieve schadebeperking reanimatie strategieën, het tarief van niet-operatieve beheer voor buiktrauma blijft toenemen2. Als gevolg hiervan hebben patiënten die operatief management nodig hebben steeds complexere verwondingen en bijbehorende fysiologische derangement. Bij deze patiënten is vroegtijdige controle van de bloeding een essentieel onderdeel van effectieve reanimatie van schadebeperking en wenselijke resultaten.
De chirurgische behandeling van solide orgaanletsels blijft een belangrijke competentie voor trauma, acute zorg en algemene chirurgen. Een breed scala van chirurgische technieken en hemostatische aanvullingen voor deze verwondingen zijn beschreven3. Traditionele technieken voor de behandeling van vaste orgaanbloedingen omvatten stolling door hoogspanningselektrocauterie, toepassing van actuele hemostatische agentia, sutured reparaties, en gedeeltelijke of totale orgaanexcisie. Argon balk stolling is ook beschreven4. Hoewel elk van deze technieken een rol heeft bij het bereiken van hemostase, is geen enkele universeel toepasbaar of succesvol.
Veel nieuwe instrumenten en hemostatische therapieën zijn beschreven in de electieve chirurgische omgeving. Dit geldt vooral op het gebied van hepatobiliary chirurgie5. Als vertrouwdheid met deze instrumenten toeneemt, velen van hen hebben ook aangetoond belofte in de chirurgische behandeling van traumatische verwondingen. Een dergelijk apparaat maakt gebruik van een combinatie van ontstoken zout en bipolaire radiofrequentie energie om bloeding te arresteren. Bovendien heeft het de mogelijkheid om tegelijkertijd kleine tot middelgrote galwegen in de lever6te verzegelen. De positieve ervaring met dit instrument in het beheer van vaste orgaanletsels is eerder beschreven6,7,8.
Het doel van deze publicatie is om de mogelijke toepassing van dit nieuwe apparaat aan te tonen met behulp van gesimuleerde vaste orgaanletsels in een varkensmodel.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Procedures met betrekking tot dierlijke onderwerpen zijn goedgekeurd door de Animal Care Committee aan de Universiteit van Calgary en volg de richtlijnen die door de Canadese Raad van Animal Care. De commissie zorgt ervoor dat de studie ethisch is en dat de dieren humaan worden behandeld.
1. Modelvoorbereiding
- Huis het 50 kg volwassen mannelijke varken in een dierenverzorgingshuis gedurende 1 week voorafgaand aan de operatie om het dier te acclimatiseren aan de woonomstandigheden en de handlers. Snel het model voor een minimum van 6 uur voorafgaand aan de initiatie van anesthesie.
- Verdoven het model met behulp van een intramusculaire injectie van ketamine (33 mg/kg), atropine (0,04 mg/kg), buprenorfine (0,05 mg/kg) en ingeademde isoflurane (5%)9.
- Verplaats het model in de supinepositie en spuit de stembanden met lidocaïne (1%) om larynmospasme te voorkomen. Voer directe endotracheale intubatie uit met behulp van een 6,5 Fr geboeide endotracheale buis. Bevestig de juiste positie van de endotracheale buis met capnografie.
- Steek een 18G IV in de marginale oorader en begin met een infusie van Ringer's lactaat met een snelheid van 200 mL/h. Breng een saaie zalf aan op de ogen van het model om droogte te voorkomen terwijl het onder algemene anesthesie staat.
- Controleer de hartslag en zuurstofverzadiging van het model met behulp van een pulsoximeter die op de staart van het model wordt aangebracht. Ventileer het model tussen 14 - 16 ademhalingen/min met behulp van een mechanische ventilator en een getijdenvolume van 5 - 10 mL/kg. Zorg voor een adequate anesthesie door zich te richten op een minimale alveololatorconcentratie (MAC) van isoflurane tussen 2 en 2,5.
- Voorafgaand aan de aanvang van de operatie, bevestig de voldoende diepte van anesthesie door het testen van pijnreflexen met een achterste been teen snuifje. Herevalueer pijnreflexen regelmatig tijdens de operatie.
2. Voorbereiding van het apparaat
- Bereid de ontstoken zout/bipolaire radiofrequentie (SBRF; Figuur 1) apparaat volgens de specificaties van de fabrikant.
- Open het handstuk (6.0 bipolaire afdichtingstip) en sluit het aan op de generator.
- Stel de instelling voor zoutdoorvoer in op Laag. Gebruik 0,9% zout voor een maximale energiegeleiding.
- Stel de instelling voor radiofrequentiekracht in op 160 W.
3. Chirurgie: Laparotomie
- Voer een lange open midline laparotomie incisie uit met behulp van een #10 scalpel die zich uitstrekt van het xiphisternum tot de schaamstreek en door alle lagen van de buikwand gaat.
- Stel een adequate blootstelling aan de vaste organen van belang(bijvoorbeeldlever, milt, nier), mobiliseer andere structuren en steek indien nodig een oprolmechanisme in.
OPMERKING: Voor de eenvoud wordt de lever het vaste orgaan van belang voor de rest van dit protocol genoemd. Dit protocol zal ook het creëren van verwondingen van vergelijkbare rang binnen de nier en milt.
4. Chirurgie: Gesimuleerde solide orgaanletsel
OPMERKING: De hieronder beschreven verwondingen vertegenwoordigen een verslechterende hiërarchie van verwondingen. De verwondingen worden gemaakt door een deskundige traumachirurg en hemostase zal worden verkregen door een andere chirurg.
- Met behulp van een #10 scalpelmes, breng een schurende (heen en weer) kracht aan op de levercapsule om capsulaire bloedingen te induceren. De verwonding moet oppervlakkig zijn (d.w.z.,1 - 2 mm) en 2 cm2 groot. De omvang van de schade kan dan naar goeddunken van de exploitant in stappen van 1 cm2 worden verhoogd.
- Maak stevige orgaanschepen van toenemende ernst met behulp van de directe toepassing van een scalpel. De lengte van de snijwond kan zich uitstrekken van 5 cm tot de gehele lengte van het orgel. De diepte van de snijwond moet 1 cm zijn en vervolgens naar eigen inzicht in stappen van 1 cm worden verhoogd.
- Maak doordringende verwondingen met een stomp apparaat zoals een Kelly klem met behulp van een stekende beweging. Deze kunnen een gedeeltelijke dikte hebben(d.w.z.50% van het orgaan) of van volledige dikte(d.w.z.volledig door het orgel).
5. Hemostase
- Druk op de knop van het handstuk, het initiëren van de gelijktijdige stroom van zout en de levering van bipolaire radiofrequentie energie. De zoutoplossing kookt op de plaats van toepassing.
- Breng de tip van het apparaat rechtstreeks aan op het ruwe oppervlak van de lever, op oppervlakkige bloedingsgebieden of in defecten in de lever zelf. Steek het orgaan niet met de eindeffector.
- Breng gelijktijdige zuiging van een standaard chirurgische zuignap indien nodig om de verwarmde zoutoplossing en energie rechtstreeks te leveren aan de gebieden van voortdurende bloeding. Dit helpt ook de precieze locatie van de aanhoudende bloeding te visualiseren.
- Verwarm de weefsels tot ongeveer 100 °C (thermische stolling zonder significante verkooling) met behulp van een zachte heen en weer beweging. Een auditieve 'pop' zal optreden na 3 - 5 s en betekent dat de brandwond is voltooid. De gebruiker kan het instrument vervolgens op een georganiseerde manier verplaatsen naar de volgende beoogde site.
- Breng indien nodig nauwkeurig gerichte hoogspanningselektrocauterie aan in combinatie met de toepassing van de SBRF en zuiginrichtingen om hemostase te verkrijgen. Dit kan nodig zijn voor de grootste en meest krachtige bloeding.
6. Afdichting van kleine tot middelgrote galwegen
- Breng met dezelfde methode als hierboven beschreven de instrumentpunt over de snij-/gewonde rand van de lever parenchyma aan te sluiten kleine tot middelgrote galwegen.
7. Model Euthanasie
- Bij de voltooiing van het experiment, euthanaseren het verdoofde model via exsanguination volgens de richtlijn dierenverzorging van de instelling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Het SBRF-apparaat dat hierin wordt beschreven, biedt effectieve hemostase voor een verscheidenheid aan vaste orgaanletsels. De werkzaamheid van het SBRF-apparaat in een varkensmodel is eerder beschreven8. De resultaten van deze studie worden hier opnieuw gepubliceerd met toestemming van de auteurs.
Met behulp van een varkensmodel werden verwondingen van toenemende ernst toegepast op vier afzonderlijke modellen. De verwondingen werden beschreven als oppervlaktedecapsulatie, oppervlakkige snijwond, diepe snijwond, penetrerende 'door en door' rakettrajecten en volledige transsectie. Effectieve hemostase werd bepaald door vijf operatiechirurgen en een zorgvuldige video-evaluatie door een aparte groep van twee chirurgen. Ongeacht de ernst van de verwonding, de SBRF apparaat werd vastgesteld effectief te zijn in het bereiken van hemostase door de operatiechirurgen in 99% van de verwondingen, en door de video review chirurgen in 97% van de verwondingen. Bovendien, grotendeels te wijten aan het eenvoudige ontwerp, de operatiechirurgen die betrokken zijn bij de eerste studie vond ook het apparaat zeer gemakkelijk te gebruiken8.
De diepte van de weefselpenetratie door het SBRF-apparaat werd ook bepaald in het vorige varkensonderzoek8. De weefselpenetratie varieerde per doelorgaan(tabel 1). Met name, geen weefsel stolling werd waargenomen wanneer de inferieure vena cava werd gericht. Dit is waarschijnlijk te wijten aan het koellichaam effect van een aanzienlijke bloedstroom en verder ondersteunt de veiligheid van het gebruik van het apparaat rond grote vasculaire structuren.
Figuur 1: Saline/bipolaire radiofrequentie (SBRF) energieapparaat. (A) Dit paneel toont het SBRF-apparaat handstuk met het ontwerp met één knop. (B) Dit paneel toont de SBRF's 6.0 botte bipolaire afdichting tip. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
| Doelorgel | Diepte van weefselpenetratie (mm) |
| Lever | 2.7 |
| Milt | 2.5 |
| Nier | 3 |
| Buikwand | 2.4 |
| Long | 1.1 |
| Hart | 1.3 |
| Inferieure vena cava | 0 |
Tabel 1: Weefselpenetratie door doelorgaan. Deze tabel is gewijzigd van Ball et al.8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De snelle en effectieve controle van de bloeding is een essentieel onderdeel van de moderne schadebeperking reanimatie10. Een verscheidenheid van operatieve en aanvullende technieken zijn beschikbaar om bloeding te arresteren in een solide orgaanletsel3. Geen van deze technieken heeft bewezen universeel toepasbaar of succesvol te zijn in het bereiken van hemostase. De eerste ervaring met het hier beschreven SBRF-apparaat was positief6,7,8. Dit apparaat is een waardevolle aanvulling bij het bereiken van snelle en effectieve hemostase in complexe vaste orgaanletsels.
In het huidige protocol werd een varkensmodel gebruikt om traumatische vaste orgaanletsels te simuleren. Daarbij worden de kenmerken van het apparaat van de studie aangetoond in een high-fidelity setting. Eerder is aangetoond dat varkensmodellen een effectief model zijn voor gelijkwaardige menselijke ziekteprocessen, met name op het gebied van chirurgisch onderwijs en simulatie11.
Dit protocol heeft een opmerkelijke beperking. De gesimuleerde verwondingen worden gemaakt in een varkensmodel dat onder gestandaardiseerde omstandigheden wordt verdoofd. Hoewel de gesimuleerde verwondingen relatief realistisch zijn, worden ze geïsoleerd gemaakt door de fysiologische toestand van het model. Als gevolg hiervan wordt het model niet noodzakelijkerwijs blootgesteld aan de acute coagulopathie en andere fysiologische derangementen die normaal gesproken de uitkomsten bij traumatisch gewonde patiënten beïnvloeden.
Ondanks deze beperking is de ervaring van de menselijke patiënt met het apparaat in een stevige orgaanbloeding zeer bemoedigend6,7. Het SBRF-apparaat is eenvoudig te gebruiken en heeft aangetoond effectieve hemostase in een zeer geselecteerde groep traumapatiënten met uitdagende solide orgaanletsels. Het SBRF-apparaat maakt ook gelijktijdige hemostase en het verzegelen van kleine en middelgrote galwegen in de lever mogelijk.
Voor zover wij weten, zijn er geen meldingen van complicaties op korte of lange termijn die rechtstreeks verband houden met het gebruik van een SBRF-apparaat bij traumapatiënten of tijdens het gebruik ervan in electieve chirurgie. Omdat het apparaat functioneert bij een relatief lage bedrijfstemperatuur(bijvoorbeeld100°C), is er minder kans op letsel aan onschuldige omstandervavaire structuren in het operatieve veld. Bijvoorbeeld, lijkt er geen of zeer beperkt risico voor structuren zoals de inferieure vena cava en portaal ader als gevolg van de sterke koellichaam gecreëerd door de hoge bloedstroom door deze structuren. Naarmate het gebruik van en de ervaring met het SBRF-apparaat toeneemt, zullen de gebruikers oplettend moeten blijven voor eventuele complicaties.
Damage control laparotomie wordt geassocieerd met aanzienlijke potentiële morbiditeit en mortaliteit11,12. Dit geldt met name voor het beheer van complexe vaste orgaanletsels. Het bezitten van een veelzijdig apparaat voor effectieve primaire hemostase in deze complexe verwondingen kan leiden tot een vermindering van de behoefte aan tijdelijke buiksluiting en de inherente risico's ervan. Het is ook een prachtig instrument voor chirurgen die moeten stoppen met de voortdurende bloeding in deze uitdagende gebieden, maar niet noodzakelijkerwijs comfort hebben in de intra-orgel anatomie of de anatomische regio van de schade.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
De auteurs hebben geen erkenningen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aquamantys pump generator | Medtronic | 40-402-1 | |
| Aquamantys 6.0 bipolar sealer | Medtronic | 23-112-1 | |
| Electrosurgical pencil with tip | Megadyne | 0039 | |
| Porcine animal | |||
| Porcine ventilator/induction and anesthetic medications | |||
| 2 x 1 liter bags of 0.9% normal saline | |||
| 2 x scalpels (#10) | |||
| Belfour abdominal retractor | |||
| Suction tubing | |||
| Suction tip | |||
| Suction device/wall connector | |||
| Suction canister | |||
| Debakey forceps | |||
| Metz scissors | |||
| Curved Mayo scissors | |||
| Closing suture (1-0 Nylon) | |||
| 20 x Laparotomy sponges | |||
| 2 x Kelley clamps | |||
| 2 x snap clamps |
References
- Kauvar, D. S., Lefering, R., Wade, C. E. Impact of hemorrhage on trauma outcome: an overview of epidemiology, clinical presentations, and therapeutic considerations. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 60 (6), S3-S11 (2006).
- Shrestha, B., et al. Damage-control resuscitation increases successful nonoperative management rates and survival after severe blunt liver injury. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 78 (2), 336-341 (2015).
- Kozar, R. A., et al. Trauma Association/critical decisions in trauma: operative management of adult blunt hepatic trauma. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 71 (1), 1-5 (2011).
- Peitzman, A. B., Richardson, J. D. Surgical treatment of injuries to the solid abdominal organs: a 50-year perspective from the Journal of Trauma. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 69 (5), 1011-1021 (2010).
- Aloia, T. A., Zorzi, D., Abdalla, E. K., Vauthey, J. N. Two-surgeon technique for hepatic parenchymal transection of the noncirrhotic liver using saline-linked cautery and ultrasonic dissection. Annals of surgery. 242 (2), 172-177 (2005).
- Ball, C. G. Use of a novel energy technology for arresting ongoing liver surface and laceration hemorrhage. Canadian Journal of Surgery. 57 (4), E146 (2014).
- Ball, C. G., et al. Use of a novel saline/bipolar radiofrequency energy instrument as an adjunct for arresting ongoing solid organ surface and laceration bleeding in critically injured patients. Injury. 47 (9), 1996-1999 (2016).
- Ball, C. G., et al. The efficacy of a novel saline/bipolar radiofrequency energy instrument for arresting ongoing solid and non-solid organ hemorrhage in a swine model. Injury. 47 (12), 2706-2708 (2016).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Best practices for performing experimental surgery in swine. Journal of Investigative Surgery. 26 (2), 63-71 (2013).
- Cantle, P. M., Roberts, D. J., Holcomb, J. B. Damage Control Resuscitation Across the Phases of Major Injury Care. Current Trauma Reports. 3 (3), 238-248 (2017).
- Gaarder, C., Naess, P. A., Buanes, T., Pillgram-Larsen, J. Advanced surgical trauma care training with a live porcine model. Injury. 36 (6), 718-724 (2005).
- Harvin, J. A., et al. Control the damage: morbidity and mortality after emergent trauma laparotomy. The American Journal of Surgery. 212 (1), 34-39 (2016).
