Name: 猪模型中甲状腺和甲状旁腺手术中手术能量装置的电生理和热学安全参数研究 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-10-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 46 s
Description: 了解甲状腺和甲状旁腺手术中手术能量装置的电生理与热学安全参数评估方法。本研究使用杜洛克-兰德瑞斯猪模型，通过电生理监测和热成像技术量化热损伤风险，为新型外科能量设备建立标准化临床前安全测试方案。

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本研究得到了中国台湾高雄医学大学附设医院（KMUH109-9M44）、高雄市小港医院/高雄医学大学研究发展中心（KMHK-DK(C)110009、I-109-04、H-109-05、I-108-02）以及中国台湾科技部（MOST 109-2628-B-037-014、MOST 110-2314-B-037-104-MY2、MOST 110-2314-B-037-120）的资助。

动物实验已获得中国台湾高雄医学大学机构动物照护及使用委员会（IACUC）的批准（方案编号：IACUC-110082）。
1. 动物准备与麻醉
<ol>
	<li>猪只选择条件：选择3至4月龄、体重18至30 kg的杜洛克-长白猪。</li>
	<li>实验前准备：在麻醉前禁食8小时，禁水2小时。</li>
	<li>麻醉诱导：给予 2 mg/kg 替来他明/唑拉西泮 通过 术前30分钟肌肉注射 
	注意：麻醉诱导期间未使用神经肌肉阻滞剂。</li>
	<li>气管导管选择：临床常规使用一根6.0 mm的商品化肌电图（EMG）气管导管（记录电极）。</li>
	<li>插管：在俯卧位下，由麻醉医师在直接喉镜辅助下插入记录电极。本研究中，气管导管固定于24 cm处，通过呼气末二氧化碳（etCO₂）监测确认位置2通过监测和胸部听诊来确保导管位置适当。</li>
	<li>麻醉维持：将猪仰卧位固定，伸展颈部，并固定气管插管。设置潮气量为8至12 mL/kg，呼吸频率为15至20次/分钟。使用1%至2%七氟烷维持全身麻醉。 
	&#8203;注意：麻醉维持期间未使用神经肌肉阻滞剂。</li>
	<li>实验过程中，除持续监测动物核心体温外，还需确保实验环境温度处于适当范围内。若动物出现体温下降，应立即给予保温支持，例如使用加热毯。</li>
</ol>
2. 动物操作（图1 和 图2）
<ol>
	<li>确认手术麻醉平面。</li>
	<li>皮肤切口：在胸骨上方1 cm处的皮肤做一长度为15 cm的横向颈部切口（图1A).</li>
	<li>将皮下瓣抬高至舌骨水平。</li>
	<li>分离带状肌 通过 采用正中入路，向两侧牵拉以暴露甲状软骨、环状软骨、气管环和甲状腺。 
	注意：进行甲状腺研究时，需仔细且整齐地解剖带状肌的边缘。</li>
	<li>暴露后，双侧解剖胸锁乳突肌（SCMs）图1B). 
	注意：进行电生理研究时，需仔细且整齐地解剖 SCM 的边缘。</li>
	<li>双侧识别、暴露并沿喉返神经（RLNs）和迷走神经（VNs）进行解剖图2). 
	注意：IONM 可协助完成此步骤。</li>
	<li>按照第4步和第5步进行EP和TG实验。</li>
	<li>实验结束后，将仔猪置于4%–6%七氟烷中，并通过过量注射替来他明/唑拉西泮（6 mg/kg）实施人道安乐死。</li>
</ol>
3. 外科能量器械（SEDs）信息与设置
<ol>
	<li>有关 SED 的详细信息，请参见材料表。 
	&#8203;注：本研究使用先进的双极 SED（记为装置 A）来演示 EP 和 TG 研究。</li>
</ol>
4. 电生理学（EP）研究
<ol>
	<li>持续术中神经监测设置（图3） 
	注意：确保记录电极已按步骤1.5所述进行插管。
	<ol>
		<li>将接地电极安装在手术切口区域之外。</li>
		<li>安装刺激电极：在迷走神经（VN）一侧安装一个2.0 mm的自动周期性刺激（APS）电极。</li>
		<li>将所有电极连接至互连盒，并检查互连盒是否已连接至监测系统（神经完整性监测系统），且监测系统的电源已开启（图3A）。</li>
		<li>确认监测系统显示电极已正确连接。</li>
		<li>选择监测页面，然后点击高级设置。</li>
		<li>点击APS，将APS刺激设置为慢速1次/分钟、快速1次/秒，报警限值设置为幅度50%和2000 µV，潜伏期10%。然后点击确定完成设置。 
		注意：其他列的设置取决于实验人员。</li>
		<li>在事件列中点击事件捕获，并将事件阈值设为100 µV。 
		注意：图3B展示了步骤4.1.5–4.1.7的操作流程。</li>
		<li>找到迷走APS刺激列，将刺激电流设为1.0 mA。点击基线，屏幕右侧将弹出一个新窗口“建立APS基线”。</li>
		<li>输入会话标题和会话备注。选择待测试通道，系统将自动进行20次测量。基线幅度和潜伏期将自动计算并显示。若基线正确，则点击接受。 
		注意：图3C展示了步骤4.1.8–4.1.9的操作流程。</li>
		<li>在迷走APS刺激列中点击快进图标以开始测试。每次诱发电位（EP）实验后，点击脉冲图标以停止记录。</li>
		<li>选择报告页面，并将报告输出格式设置为保存至USB设备。 
		注意：示例C-IONM报告见图3D。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>诱发电位激活研究（图4）
	<ol>
		<li>在开始实验前制定实验方案。 
		注意：图4A展示了一个常见的诱发电位激活研究方案示例，可根据手术能量设备（SED）特性进行调整。对于具有激活周期的某些仪器，单次激活时间为一个激活周期，通常为2–4秒。大多数SED无激活周期，单次激活时间为3秒。</li>
		<li>5 mm激活距离测试：
		<ol>
			<li>将SED置于距离喉返神经（RLN）5 mm处的软组织上，并激活SED（单次激活）。</li>
			<li>观察肌电图（EMG）变化。除非出现显著的EMG幅度变化，否则在同一激活距离重复操作三次。 
			注意：图4B展示了5 mm激活距离测试。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>2 mm激活距离测试：
		<ol>
			<li>将SED置于靠近喉返神经（RLN）1 mm处的软组织上，并激活SED（单次激活）。</li>
			<li>观察肌电图（EMG）变化。除非出现显著的EMG幅度变化，否则在同一激活距离重复操作三次。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>1 mm激活距离测试：
		<ol>
			<li>将SED置于距离喉返神经（RLN）1 mm处的软组织上，并激活SED（单次激活）。</li>
			<li>观察肌电图（EMG）变化。除非出现显著的EMG幅度变化，否则在同一激活距离重复操作三次。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>若在步骤4.2.2–4.2.4期间观察到EMG幅度显著下降，则停止喉返神经实验。持续记录实时EMG信号20–60分钟，以判断神经损伤是否可逆。（图4C）</li>
		<li>手动将实验结果记录为表格形式（表1）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>诱发电位冷却研究（图5）
	<ol>
		<li>在开始实验前制定实验方案。 
		注意：图5A展示了一个常见的诱发电位冷却研究方案示例，可根据手术能量设备（SED）特性进行调整。</li>
		<li>5秒冷却时间测试：
		<ol>
			<li>对胸锁乳突肌（SCM）施加SED单次激活。等待并冷却5秒后，用SED尖端接触喉返神经（RLN）。</li>
			<li>观察肌电图（EMG）变化。除非出现显著的EMG幅度变化，否则在同一冷却时间重复操作三次。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>2秒冷却时间测试：
		<ol>
			<li>对胸锁乳突肌（SCM）施加SED单次激活。等待并冷却2秒后，用SED尖端接触喉返神经（RLN）。</li>
			<li>观察肌电图（EMG）变化。除非出现显著的EMG幅度变化，否则在同一冷却时间重复操作三次。 
			注意：图5B展示了2秒冷却时间测试。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>立即进行肌肉接触操作（MTM）测试：
		<ol>
			<li>对胸锁乳突肌（SCM）施加SED单次激活。迅速（约1秒）用SCM另一部位接触SED的激活表面（MTM，图5C）。</li>
			<li>MTM后立即用SED尖端接触喉返神经（RLN），并观察肌电图（EMG）变化。除非出现显著的EMG幅度变化，否则在同一冷却时间重复操作三次。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>不进行肌肉接触操作（MTM）的测试：
		<ol>
			<li>对胸锁乳突肌（SCM）施加SED单次激活。不进行MTM，立即用SED尖端接触喉返神经（RLN）。</li>
			<li>观察肌电图（EMG）变化。除非出现显著的EMG幅度变化，否则在同一冷却时间重复操作三次。若观察到EMG幅度显著下降，则执行步骤4.3.6。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>若观察到EMG幅度显著下降，则停止喉返神经实验。随后，持续监测实时EMG反应至少20分钟，以判断喉返神经损伤是否可逆。（图5D）</li>
		<li>手动将实验结果记录为表格形式（表2）。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. 热重分析（TG）研究
<ol>
	<li>设置热成像系统（图6）。 
	注意：热成像相机的温度灵敏度范围为-20 °C 至 650 °C。图像每秒更新一次。
	<ol>
		<li>将相机放置在距离目标组织50 cm处，与实验台成60°角（图6A）。 
		注意：在热成像相机测量的操作视野中，温度根据颜色标尺显示。屏幕上温度最高的位置用&#34;+&#34;符号标记，并显示其对应温度（图6B）</li>
		<li>选择视频模式，然后按下采集按钮。 
		注意：热成像相机持续以视频形式记录监测过程。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>进行TG研究的动物准备工作：
	<ol>
		<li>使用热成像相机记录实验区域的背景温度。背景温度应在25 ± 2 °C范围内（图6C）。若背景温度超出此范围，请调节实验室空调温度后重新测试。</li>
		<li>SED激活的标准带状肌厚度：按照步骤2.3所述准备TG研究用的带状肌。SED激活的标准带状肌厚度为5 mm（图6D）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>TG激活研究（图6和图7）
	<ol>
		<li>干燥环境测试：用干燥纱布擦拭猪带状肌表面。
		<ol>
			<li>干燥环境下全刀片测试（图7A）：
			<ol>
				<li>使用SED夹持带状肌，刀片完全接触组织（图6E）。</li>
				<li>评估最大激活温度：单次激活后，测量期间屏幕上显示的最高温度（图7B）。</li>
				<li>评估侧向热扩散：测量单次激活后60 °C等温线的直径。</li>
				<li>评估烟雾和飞溅：单次激活后，当屏幕上的最高温度超过60 °C时，记录屏幕上是否出现烟雾和飞溅现象。在不同区域重复五次测量。 
				注意：仅在干燥环境下的全刀片测试中评估最大激活温度。</li>
			</ol>
			</li>
			<li>干燥环境下三分之一（1/3）刀片测试（图7C）：
			<ol>
				<li>使用SED以前端1/3长度的刀片夹持带状肌（图6F）。按照步骤5.3.1.1的方法评估侧向热扩散、烟雾和飞溅（图7D）。在不同区域重复五次测量。</li>
			</ol>
			</li>
		</ol>
		</li>
		<li>湿润环境测试：在激活SED前，将猪带状肌浸入无菌水中3秒。
		<ol>
			<li>湿润环境下全刀片测试（图7E）：使用SED以全刀片长度夹持带状肌，并按照步骤5.3.1.1的方法评估侧向热扩散（图7F）、烟雾和飞溅。在不同区域重复五次测量。</li>
			<li>湿润环境下三分之一（1/3）测试（图7G）：使用SED以前端1/3长度的刀片夹持带状肌，并按照步骤5.3.1.1的方法评估侧向热扩散、烟雾（图7H）和飞溅。在不同区域重复五次测量。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>手动将实验结果记录为表格（表3）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>TG冷却研究（图8）
	<ol>
		<li>干燥环境：如步骤5.3.1所述，用干燥纱布擦拭猪带状肌表面。 
		注意：在TG冷却研究中，所有激活均在干燥环境下使用全刀片进行。</li>
		<li>评估无MTM时的最短冷却时间：在使用SED全刀片对带状肌进行单次激活后，开始记录冷却时间，直至屏幕上最高温度低于60 °C。在不同区域重复五次测量。 
		注意：在测量SED刀片单次激活后以及与MTM接触后的冷却时间和温度时，需用纱布覆盖SED激活区域及MTM接触区域，以避免这些区域的高温在TG屏幕上被检测到，从而干扰实际待测温度。</li>
		<li>评估MTM接触后的刀片温度：在使用SED全刀片对带状肌进行单次激活后，迅速（约1秒）用带状肌的另一部位接触SED的激活面（图8A）。然后在刀片张开并离开带状肌后立即记录其温度（图8B）。</li>
		<li>评估有MTM时的最短冷却时间：在完成步骤5.4.3后，当温度高于60 °C时，开始记录冷却时间，直至屏幕上最高温度低于60 °C。在不同区域重复五次测量。</li>
		<li>手动将实验结果记录为表格（表4）。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. 数据解读
<ol>
	<li>以表格形式列出电穿孔（EP）和热消融（TG）的安全参数，并标注烟雾和飞溅情况。 
	注：此处以表格形式展示SED的EP和TG安全参数，烟雾和飞溅分别用*和#符号标记。在EP和TG研究中，最终结果列出最大值，如表5所示。</li>
</ol>

作者声明，本研究是在不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。

SED 的研发基于甲状腺外科医生在甲状腺手术中实现有效止血的期望。然而，SED 产生的高温是一个不容忽视的风险因素。随着 SED 的使用日益普遍，神经热损伤的发生率也将随之增加。因此，使用 SED 的甲状腺外科医生有责任了解如何安全地操作该设备。然而，通过在人体中反复进行试错来验证安全参数并不可取，因此动物实验的价值得以凸显。此外，建立标准化的实验流程对于定性与定量评估 SED 可能产生的热效应至关重要15,17，从而最大限度地为甲状腺外科医生提供安全操作的指导依据。
在本研究中，多个步骤需要特别注意。在EP研究中，神经肌肉阻滞剂可能干扰神经监测过程中的肌电图信号，因此在麻醉诱导和维持期间不应使用。在TG研究中，应移除除SED测试以外的其他热源。当热源无法移除时（例如冷却研究的激活区域或MTM后的肩胛舌骨肌），必须使用纱布遮挡非测试热源。在TG研究中，应确认SED在激活前的温度处于背景参考温度范围内（25 ± 2 °C）；若超出该范围，则需采取冷却措施，并在实验开始前确认刀片处于干燥状态。
既往多项研究已对各种甲状腺手术器械在激活和冷却过程中的 EP15,37,38,39,40,41,42,43&#160;和 TG31,32&#160;安全参数进行了定义。本方案不仅整合了以往经验，还进一步优化并标准化了操作流程。在 EP 研究中，一旦手术能量器械在无安全临界距离或安全冷却时间的情况下被激活，神经将遭受不可逆且迅速的损伤。在 TG 研究中，我们观察到 60 °C 的等温场以及烟雾/喷溅物的产生。外科医生可借此更深入地理解在不同激活环境和不同抓持范围内热能扩散的模式。
本研究仍存在一些局限性。首先，环境温度与手术室内的温度并不相同，且仔猪的体温也不同于人体体温。其次，猪模型的结果可能并不完全适用于所有人类临床实践；动物实验研究不仅可为外科医生提供无法从人体获得的手术能量设备（SED）信息，还可作为有价值的科研平台，为未来新开发的 SED 建立热损伤相关数据。这些信息有助于外科医生在甲状腺和甲状旁腺手术中选择能够减少热损伤的器械和手术策略。
本文展示了使用动物实验的标准操作流程，使甲状腺外科医生能够更全面地了解：(1) 电外科器械（SEDs）的安全激活距离和冷却时间；(2) 电外科器械激活时产生的最高温度；以及 (3) 可能对神经造成损伤的不规则侧向热扩散、烟雾和组织飞溅现象。

在甲状腺和甲状旁腺手术中，有效的止血是一个非常重要的问题。近几十年来，甲状腺和甲状旁腺手术最重要的进展之一就是外科能量设备（SEDs）的发展1。在外周血供丰富的区域，SEDs 提供的止血效果优于传统的钳夹结扎技术，可减少术中出血量和手术时间2、术后低钙血症3以及危及生命的术后血肿4。近期研究报道，65.7% 的甲状腺切除术患者使用了 SEDs5，且 SED 的年使用率逐年上升。
然而，在甲状腺和甲状旁腺手术中，与传统技术相比，外科能量设备（SED）在降低喉返神经（RLN）损伤发生率方面尚未被证实具有优越性4,6,7。当SED在神经附近激活时，常会意外地对RLN造成热损伤及侧向热扩散，此类损伤通常较为严重且不可逆。与机械牵拉或压迫性神经损伤相比，热损伤对外部结构的形变较小，但对内部的神经内膜（包括髓鞘和轴突）造成更严重的损害8,9,10,11。这类损伤不仅难以恢复正常的神经功能，且在临床病程中的可逆性也低于牵拉性损伤10,12。此外，热损伤通常对外科医生而言不可见，术中可能难以察觉13,14。因此，外科医生在进行甲状腺和甲状旁腺手术时应充分考虑SED的热效应，以避免发生RLN热损伤。
猪模型最常用于喉返神经（RLN）研究，因为猪的解剖结构和生理特征与人类非常相似15,16,17,18,19,20。实验用猪模型易于操作，来源广泛，且成本较低9。在电生理学（EP）信息方面，术中神经监测（IONM）有助于检测神经损伤机制，并预测术后声带功能21,22,23,24,25,26,27。此外，持续性术中神经监测（CIONM）能够在高风险操作后早期发现神经损伤，因为它可通过重复刺激迷走神经实时反馈神经功能状态28,29,30。关于电生理激活与冷却的研究可确定在接触喉返神经前，使用外科能量设备（SED）时的安全激活距离以及安全冷却时间。在热成像&#160;信息方面，热成像相机有助于评估温度变化（激活与冷却过程），并在SED激活后可视化高温区域31,32,33,34,35。在先前的一项研究中，在猪的CIONM模型中，当组织温度达到60 °C的关键温度时，出现了喉返神经热损伤36。关于热生成（TG）激活与冷却的研究可确定横向热扩散距离、烟雾和飞溅物的产生情况，以及在有或无肌肉接触操作（MTM）的情况下冷却过程中的温度变化。为了在甲状腺/甲状旁腺手术中安全应用SED，本文介绍了一种实验性猪模型研究，旨在通过标准化操作程序探讨SED的电生理学和热成像安全性参数。

<table><tbody><tr><td>自动周期性刺激（APS）</td><td>Medtronic, Jacksonville, FL</td><td></td><td>2.0 mm</td></tr><tr><td>高级双极外科能量设备（SEDs）</td><td>Medtronic, Minneapolis, MN</td><td>LigaSure Exact Dissector（设备A）</td><td>发生器：Valleylab LS10能量平台&lt;br/&gt; 功率设置：默认</td></tr><tr><td>双极电凝</td><td></td><td></td><td>发生器：ForceTriad能量平台&lt;br/&gt; 功率设置：30瓦</td></tr><tr><td>杜洛克-长白猪</td><td></td><td></td><td>3&amp;ndash;4月龄；体重18&amp;ndash;30 kg</td></tr><tr><td>肌电图（EMG）气管插管（ETT）</td><td>Medtronic, Jacksonville, FL</td><td>#6 NIM标准管&amp;nbsp;</td><td>记录电极</td></tr><tr><td>铁磁性SEDs</td><td>Domain Surgical, Salt Lake City, Utah</td><td>FMwand和Fmsealer</td><td>发生器：FMX G1发生器&lt;br/&gt; 功率设置：FMwand（最大45）；Fmsealer（最大3）</td></tr><tr><td>混合型SEDs&lt;br/&gt;（超声与高级双极SEDs）</td><td>Olympus Co Inc, Tokyo, Japan</td><td>Thunderbeat</td><td>发生器：Thunderbeat发生器ESG USG 400&lt;br/&gt; 功率设置：SEAL&amp;CUT模式（1级）；SEAL模式（3级）</td></tr><tr><td>单极电凝&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>发生器：ForceTriad能量平台&lt;br/&gt; 功率设置：15瓦</td></tr><tr><td>神经完整性监测（NIM）系统&amp;nbsp;</td><td>Medtronic, Jacksonville, FL</td><td>NIM 3.0&amp;nbsp;</td><td>术中神经监测（IONM）设备</td></tr><tr><td>七氟烷</td><td></td><td></td><td>1%至2%用于麻醉维持</td></tr><tr><td>替来他明/唑拉西泮</td><td></td><td></td><td>2 mg/kg用于麻醉诱导</td></tr><tr><td>热成像相机</td><td>Ezo Corp., 中国台湾</td><td>Thermal camera D4A（384x288像素）</td><td>热图像记录设备</td></tr><tr><td>超声SEDs</td><td>Ethicon, Johnson and Johnson, Cincinnati, OH</td><td>Harmonic Focus+</td><td>发生器：Ethicon Endo-Surgery Generator G11&lt;br/&gt; 功率设置：5级</td></tr><tr><td>超声SEDs</td><td>Medtronic, Minneapolis, MN</td><td>Sonicision&amp;nbsp;</td><td>发生器：Sonicision可重复使用发生器&lt;br/&gt; 功率设置：最大功率模式（55 kHz）</td></tr></tbody></table>

在猪模型中研究甲状腺和甲状旁腺手术期间外科能量器械的电生理与热成像安全参数

Investigation of the Electrophysiological and Thermographic Safety Parameters of Surgical Energy Devices During Thyroid and Parathyroid Surgery in a Porcine Model

在甲状腺和甲状旁腺手术中，与传统的钳夹结扎止血相比，外科能量设备（SED）在血供丰富区域可实现更高效的止血。然而，当 SED 在喉返神经（RLN）附近激活时，其产生的热量可能对神经造成不可逆损伤。为了在甲状腺/甲状旁腺手术中安全使用 SED，本文介绍了利用实验性猪模型研究 SED 在标准化电生理学（EP）和热成像（TG）程序中的激活与冷却安全参数。在 EP 安全参数实验中，采用连续术中神经监测（C-IONM）实时显示 RLN 功能。EP 激活研究评估 SED 的安全激活距离；EP 冷却研究评估 SED 的安全冷却时间。在 TG 安全参数实验中，使用热成像相机记录 SED 激活后的温度变化。TG 激活研究评估在干燥或湿润环境中 SED 激活后的侧向热扩散距离，以及是否产生烟雾和飞溅；TG 冷却研究评估冷却时间。这些研究将有助于建立新型 SED 在甲状腺/甲状旁腺手术中的安全参数，并提供避免 RLN 损伤及相关并发症的安全指南。

新型外科能量设备在甲状腺/甲状旁腺手术中的安全应用受到外科医生的关注。动物实验模型可避免在人体手术中进行不必要的试错。本报告旨在展示用于评估甲状腺/甲状旁腺手术中能量设备安全参数的电生理学和热成像方法。

在甲状腺和甲状旁腺手术中，与传统钳夹结扎止血相比，外科能量器械（SEDs）在以下区域可提供更高效的止血效果……

近年来，外科能量器械在甲状腺和甲状旁腺手术中得到广泛应用。除了止血外，这些器械还用于组织的切割、抓持和分离。然而，器械产生的热量可能对喉返神经造成热损伤。因此，有必要对该设备在手术中通常首先使用的可能热效应进行定性和定量评估。不建议通过在人体上反复进行试错来验证新开发的外科能量设备的安全参数。相比之下，动物实验具有显著优势。外科手术中应用外科能量器械的场景多种多样，而在动物实验中为情景模拟所制定的安全参数对临床应用具有反向参考价值。随着技术的进步，新开发的器械将不断涌现。实验方法可在外科医生首次临床应用之前，评估这些器械的优势与局限性。因此，我们提出本方案，旨在为研究人员提供结构设计、专用材料和标准化操作流程，使其能够在各自实验室中重复相关参数。首先，选择年龄为3至4个月、体重为18至30千克的杜洛克-长白猪。麻醉后，在胸骨上方1厘米处的皮肤做一条15厘米长的横向颈部切口。采用正中入路分离带状肌，并向两侧牵拉，以暴露甲状软骨、环状软骨、气管环和甲状腺。随后，双侧解剖胸锁乳突肌。双侧暴露并沿喉返神经和迷走神经进行解剖。首先，在手术切口外安装接地电极。然后，在迷走神经的一侧安装一个2.0 mm的自动周期性刺激（APS）电极。通过连接盒将所有电极连接至监测系统，并确保电极连接正确。找到“Vagus APS Stim”列，将刺激电流设置为1.0毫安。点击基线。名为“Establishing APS Baseline”的新窗口将出现在屏幕右侧。输入会话标题和会话备注。选择待测通道，系统将自动开始测量20次。基线振幅和潜伏期将自动计算并显示。如果基线正确，请点击“接受”。点击“Vagus APS Stim”列中的快进图标以开始测试。每次电生理实验后，请点击脉冲图标以停止记录。选择“报告”页面，并设置报告输出格式以保存文件。随后，将手术设备（SED）应用于距喉返神经（RLN）5 mm处的软组织，并启动设备。观察肌电图（EMG）的变化，并在相同的激活距离下重复操作三次，除非出现明显的EMG幅度变化。然后，将 SED 置于距 RLN 2 mm 的软组织处并激活 SED。重复此步骤，将 SED 置于距 RLN 1 mm 处。如果在这些步骤中观察到 EMG 振幅显著下降，则停止实验，并持续记录 20 至 60 分钟的实时 EMG，以确定损伤是否可逆，并将结果记录为表格。进行冷却时间测试时，对胸骨舌骨肌（SCM）施加单次SED激活。用SED的尖端接触喉返神经（RLN）。等待并冷却五秒后，观察肌电图（EMG）的变化。将冷却时间设为两秒，重复测试，同时观察肌电图（EMG）振幅的变化。随后进行MTM测试，仅对胸锁乳突肌（SCM）施加一次持续一秒的表面电极刺激（SED）激活，并迅速用SCM的另一部位接触已激活的SED表面。在MTM后立即用SED的尖端触碰RLN。再次对SCM肌肉施加单次SED激活。随后，立即在无MTM的情况下用SED的尖端触碰RLN。如果观察到肌电图（EMG）振幅显著下降，则停止喉返神经（RLN）实验，并持续监测实时肌电图反应至少20分钟，以确定喉返神经损伤是否可逆。将摄像头置于距离目标组织50 cm处，与实验台呈60度角。以5 mm作为SED激活的标准带状肌厚度。用干纱布擦拭猪带状肌的表面。使用SED夹住刀片全长的带状肌。单次激活后，观察测量过程中屏幕上显示的最高温度。单次激活后，测量刀片长度以及60摄氏度等温线的侧向热扩散范围。当屏幕显示的最高温度超过60摄氏度时，记录屏幕上是否出现烟雾或飞溅物，并在不同区域重复测量五次。使用SED夹持刀片前三分之一长度处的带状肌后，重复上述步骤，并在不同区域进行五次测量。对于湿润环境下的操作，在激活SED前，将猪的带状肌在无菌水中浸泡三秒钟。针对不同区域，使用SED夹持带状肌的全长以及刀片前三分之一长度，评估侧向热扩散、烟雾产生和组织飞溅情况。在使用刀片全长对带状肌进行一次SED激活后，开始记录冷却时间，直至屏幕上显示的最高温度降至60摄氏度以下。在不同区域重复测量五次。将 SED 的整个刀片置于带状肌上进行一次激活后，迅速用带状肌的另一位置接触 SED 的激活表面。在 SED 刀片张开并离开带状肌后，立即记录其温度。完成此步骤后，开始记录冷却时间，直至屏幕上显示的最高温度低于 60 摄氏度。以表格形式呈现电生理学和热成像安全参数，并标注烟雾和飞溅情况。采用本方案，对喉返神经（RLN）从近端至远端的不同节段在不同距离处进行了电生理激活测试，并在研究过程中监测了肌电图（EMG）信号。还对喉返神经（RLN）进行了电生理学冷却研究。在干燥环境中的全刀片热成像激活测试显示，激活期间最高激活温度超过60摄氏度。在干燥环境中的三分之一刀片测试中，激活后观察到飞溅现象。在湿润环境中进行的整刀片测试显示出比干燥环境更明显的侧向热扩散。而在三分之一刀片测试中，与干燥环境相比，烟雾更为明显。本研究评估了电生理学和热成像安全参数，并以表格形式呈现。电生理学研究确立了神经损伤的关键参数，而热成像研究则确立了热损伤风险的预防性参数。通过对这些参数的解读，外科医生可在常规手术步骤中保留足够的安全距离和冷却时间。另一方面，热成像研究可应用于能量器械产生的多种激活环境，如热扩散、烟雾或喷雾等场景。本研究还有助于评估能量器械刀头不同钳夹长度所对应的风险。我们期望该方案及模型能够为研究人员、制造商和外科医生提供最佳机会，以深入研究热效应，并确定每种新研发能量器械的安全参数，从而在甲状腺及甲状旁腺手术中避免喉返神经的热损伤。

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