Videounterstützte orotracheale Intubation bei Ratten mit einem kostengünstigen, smartphone-verbundenen Otoskop

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt eine einfache, kostengünstige, videounterstützte Methode zur orotrachealen Intubation, die eine schnelle und visuell geführte Intubation bei erwachsenen Ratten unter Isoflurananästhesie ermöglicht.

Zusammenfassung

Eine zuverlässige endotracheale Intubation ist für experimentelle Verfahren bei Ratten unerlässlich, die eine kontrollierte Belüftung erfordern, insbesondere bei Thorax- und Herz-Kreislauf-Operationen. Das Atemwegmanagement bei Ratten bleibt jedoch aufgrund anatomischer Einschränkungen und begrenzter Zugänglichkeit verfügbarer Intubationstechniken technisch herausfordernd. Ziel dieses Protokolls ist es, eine einfache, kostengünstige Methode für die orotracheale Intubation bei Ratten zu beschreiben, die mittels videounterstützter direkter Laryngoskopie erfolgreich bei einer Kohorte von 50 Ratten angewendet wurde.

Dieses Protokoll verwendet ein kommerziell erhältliches Video-Otoskop mit integrierter Lichtquelle und drahtloser Smartphone-Konnektivität, um eine Echtzeitvisualisierung der oberen Atemwege zu ermöglichen. Die Methode erfordert keine Gerätemodifikation oder spezialisierte Bildgebungssysteme. Erwachsene Ratten werden mit Xylazin und Isofluran betäubt, auf einer geneigten Intubationsplattform positioniert und unter kontinuierlicher visueller Anleitung mit einer flexiblen Führung und einem Endotrachealrohr intubiert. Die korrekte Platzierung des Röhrchens wird durch beidseitige thorakale Expansion, stabile Sauerstoffsättigung (SpO₂) und eine konsistente Endtidal-CO₂-(Kapnographie) Wellenform definiert. Nach der Intubation beginnt die mechanische Belüftung ohne positiven Endexpiratorendruck, und das Gezeitenvolumen wurde auf 7,5 mL/kg festgelegt. In dieser Kohorte ermöglichte die Technik eine schnelle Intubation mit hoher Erfolgsquote beim ersten Versuch und war mit einer geringen Inzidenz periprozeduraler Komplikationen verbunden. Kontinuierliche Visualisierung kann das Risiko für Speiseröhrenintubation und Atemwegstraumata verringern. Diese Ergebnisse unterstützen die Machbarkeit dieses Ansatzes unter den getesteten Bedingungen, ohne Extrapolation über diesen experimentellen Kontext hinaus.

Einleitung

Ratten werden häufig in experimenteller und translationaler Forschung eingesetzt, und eine endotracheale Intubation kann für Verfahren erforderlich sein, die eine kontrollierte Belüftung^erfordern. Eine zuverlässige Intubation bei Ratten bleibt jedoch aufgrund ihrer kleinen Mundhöhle, der schmalen Glottischöffnung und der anatomischen Anwinkelung der Atemwege ^3,4,5 technisch schwierig.

Mehrere Ansätze wurden vorgeschlagen, um diese Einschränkungen^zu überwinden ^6,7,8. Darunter wurden in den letzten Jahren blinde Intubationstechniken verfeinert und können die Erfolgsraten verbessern, wenn spezifische Positionierungsstrategien angewendet werden; Dennoch bleiben diese Methoden stark vom Bediener abhängig und bergen weiterhin ein Risiko für Versagen oder Nebenwirkungen wie Fehlplatzierung der Speiseröhre oder Atemwegsverletzungen³. Videounterstützte Techniken wurden entwickelt, um die Visualisierung der Glottis zu verbessern und die prozedurale Sicherheit zu erhöhen. Obwohl diese Ansätze eine effektive Visualisierung der Atemwege bieten, benötigen sie oft spezialisierte endoskopische Geräte, externe Monitore, Inhalationsanästhesiesysteme oder maßgefertigte Geräte, was die Zugänglichkeit und routinemäßige Umsetzung einschränken kann ^7,9,10.

Trotz dieser Fortschritte bleiben viele Methoden durch technische Komplexität, Invasivität oder die Abhängigkeit von teuren oder modifizierten Geräten eingeschränkt, die schwer laborübergreifend zu reproduzieren sind. Der Hauptvorteil des derzeitigen Ansatzes ist die Bereitstellung kostengünstiger Atemwegsvisualisierung ohne Gerätemodifikation. Dieses Protokoll ist für Labore gedacht, die kostengünstige, visualisierungsunterstützte Intubationen benötigen und keinen Zugang zu spezialisierten endoskopischen Systemen haben.

Das vorliegende Protokoll beschreibt eine einfache, reproduzierbare und kostengünstige Methode zur orotrachealen Intubation bei Ratten unter Verwendung eines kommerziell erhältlichen Videootoskops, das mit integrierter Lichtquelle und drahtloser Smartphone-Konnektivität ausgestattet ist. Im Gegensatz zu zuvor beschriebenen videounterstützten Ansätzen erfordert diese Technik keine Gerätemodifikation (z. B. die Hinzufügung einer stumpf gespitzten Kunststoffklinge, die aus einer modifizierten 1-ml-Spritzenkappe gefertigt ist)¹¹ und vermeidet die Notwendigkeit externer Bildgebungssysteme (z. B. computergestützte Displays)^9,12, während sie eine klare, Echtzeit-Visualisierung der glotischen Öffnung bietet. Dieser Ansatz stellt daher eine zugängliche Alternative zu teureren Visualisierungssystemen dar und kann das Atemwegsmanagement in Umgebungen erleichtern, in denen keine spezielle endoskopische Ausrüstung vorhanden ist.

Protokoll

Alle Tierverfahren wurden vom Normand Ethics Committee for Animal Experimentation (CENOMEXA; Projektgenehmigung Nr. 46008) genehmigt. Die Tiere wurden vor den Experimenten neun Tage lang in der Einrichtung der Anstalt akklimatisiert, mit ad libitum. Zugang zu Futter und Wasser.

1. Tiere und Anästhesie

1. Verwenden Sie männliche Wistar-Ratten (>12 Wochen alt; 450–460 g). Körpergewicht aufzeichnen, dann Xylazin (5 mg/kg, intraperitoneal) zur Anästhesie und Buprenorphin (0,05 mg/kg, subkutan) zur Analgesie verabreichen.
2. Setzen Sie die Tiere in eine Injektionskammer und halten Sie die Anästhesie für 15 Minuten unter Verwendung einer Mischung aus Luft-Isofluran mit 2 % (2 L/min) und Sauerstoff (0,4 L/min).
3. Bestätigen Sie die Tiefe der Anästhesie durch das Fehlen spontaner Bewegungen und das Fehlen von Rückzugsreflexen in den Vorder- und Hinterbeinen sowie am Schwanz als Reaktion auf schädliche Stimulation.
   1. Wenn die Sedierung unzureichend ist, setzen Sie das Tier für einige weitere Minuten zurück in die Isofluran-Induktionskammer, bis ein angemessenes Maß an Sedierung erreicht ist.

2. Orotracheale Intubation

1. Legen Sie die Ratte in Rückenlage auf die Intubationsplattform, die um 45° geneigt ist, und halten Sie während des gesamten Verfahrens eine Lüftungsmaske über den Atemwegen, um die Sauerstoffversorgung (Sauerstoff 0,4 L/min) und die Anästhesie (Luft 0,4 L/min und Isofluran 2 %) zu erhalten (Abbildung 1A-C). Sichern Sie das Tier mit den oberen Schneidezähnen mit einem Velpeau-Band (Abbildung 1B). Entfernen Sie überschüssiges Isofluran mit einer Evakuierungsfilterpatrone.
2. Führen Sie die Zunge vorsichtig aus und führen Sie das Videootoskop (Abbildung 2) in die Mundhöhle ein, um die Zunge vom Gaumen weg und zum Mundboden zu verlagern (Abbildung 3A). Schieben Sie das Otoskop vor, bis der weiche Gaumen sichtbar ist (Abbildung 3B), und wenden Sie dann sanften Traktion an, um die Stimmbänder freizulegen (Abbildung 3C).
   1. Wenn die Stimmbänder nicht sichtbar sind, werden die Zunge durch sanfte Traktion neu positioniert und in Richtung Mundboden verdrängt.
   2. Wenn eine Speiseröhrenintubation auftritt, entfernen Sie den Führer und die Endotrachealröhre. Positionieren Sie das Tier neu und sorgen Sie für eine klare Sichtbarkeit der Stimmbänder, indem Sie sanften Zug auf die Zunge legen. Stellen Sie sicher, dass die Krümmung des flexiblen Leitinstruments vor erneuter Intubation auf die Stimmbänder ausgerichtet ist.
   3. Wenn eine Sauerstoffentsättigung auftritt (z. B. wenn die Zunge bläulich oder violett erscheint), unterbrechen Sie den Eingriff und legen Sie die Nasenmaske über die Schnauze des Tieres, um die Sauerstoffversorgung wiederherzustellen.
   4. Wenn Intubationsversuche erfolglos sind (z. B. nach zwei Versuchen) und eine Desaturation auftritt, werden das Tier zurück in die Induktionskammer gebracht und die Sauerstoffversorgung erhöht, um ausreichende Sauerstoffversorgung wiederherzustellen, während Isofluran für eine angemessene Narkosetiefe erhalten bleibt.
3. Führe die flexible Führung zwischen die Stimmbänder mithilfe ihrer vorderen Krümmung ein (Abbildung 3D).
4. Führen Sie die Endotrachealröhre vorsichtig über die Führung in die Luftröhre, bis ein takttiler Widerstand entsprechend den Trachealringen wahrgenommen wird (Abbildung 3E).
   HINWEIS: In diesem Protokoll verwendeten die Autoren ein Metallrohr mit einem ungefähren Durchmesser von 2,8 mm, wie in der Materialtabelle angegeben.
5. Lösen Sie die Ratte aus dem Velpeau-Band, entfernen Sie die Führung, verbinden Sie den Endotrachealschlauch mit dem Beatmungsgerät und sichern Sie ihn mit Klebeband (Abbildung 4A).

3. Überprüfung der Rohrplatzierung und Belüftung

1. Vor der Intubation stellen Sie das Gezeitenvolumen auf 7,5 mL/kg ein.
2. Bestätigen Sie das Fehlen einer selektiven Intubation durch Beobachtung einer beidseitigen thorakalen Expansion, einer stabilen Kapnographiewellenform und einer ausreichenden Sauerstoffsättigung (Abbildung 4B,C).
3. Belüfte das Tier mechanisch.
4. Passen Sie die Atemfrequenz an, um Endgezeiten-CO₂-Werte zwischen 50 und 60 mmHg zu halten.
   1. Wenn die Kapnographie (Endgezeiten-CO₂) 60 mmHg übersteigt, erhöht man die Atemfrequenz, um die Werte in den Zielbereich zurückzubringen.

4. Bedingungen der periprozeduralen Überwachung von Tieren

1. Überwachen Sie die Sauerstoffsättigung kontinuierlich mit einem Pulsoximeter. Halten Sie die periphere Sauerstoffsättigung (SpO₂) über 95 %. Wenn SpO₂ unter diese Schwelle fällt, sollten Sie auf selektive (endobronchiale) Beatmung achten und gegebenenfalls die Positionierung des Tubus korrigieren.
2. Überwachen Sie die Körpertemperatur mit einer rektalen Wärmesonde. Halten Sie die Körpertemperatur während des gesamten Eingriffs mit einem Heizkissen bei 37 °C.

Ergebnisse

Der Erfolg der Intubation wurde definiert als korrekte Platzierung der Endotrachealröhre nach Anschluss an den Beatmungsgerät durch beidseitige Brusterweiterung, stabile Sauerstoffsättigung (SpO₂) und eine konstante Endtidal-CO₂-Wellenform.

Die orotracheale Intubation wurde von einem einzelnen Operator über drei Monate in einer aufeinanderfolgenden Kohorte von 50 erwachsenen Ratten durchgeführt. Fünf weitere Tiere wurden in einer Vorphase verwendet, um das Pro...

Diskussion

Diese Studie beschreibt eine videounterstützte direkte Laryngoskopie-Technik zur orotrachealen Intubation bei Ratten mit einem kommerziell erhältlichen Videootoskop, das drahtlos mit einem Smartphone verbunden ist. In dieser Kohorte ermöglichte die Methode eine erfolgreiche Intubation bei allen Tieren mit einer geringen Quote von periprozeduralen Komplikationen unter den getesteten Bedingungen.

Mehrere technische Merkmale trugen zur beobachteten prozeduralen L...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
0,1 mL Spritze für Anästhesie	Fischer	Nicht zutreffend	Subkutane Injektion von Buprenorphin
1 mL Spritze für Anästhesie	Fischer	Nicht zutreffend	Intraperitoneale Injektion von Xylazin
22G Nadel für Anästhesie	TERUMO	Nicht zutreffend	Intraperitoneale Injektion von Xylazin
Verstellbarer Laptop-Ständer	Amazon	Nicht zutreffend
Anästhesie-Einführungskammer	Temsega	Nicht zutreffend
Tierbeatmungsgerät	Physiosuite	Nicht zutreffend
Arteriellkatheter-Führung	Vygon	Nicht zutreffend
Buprenorphin	VIRBAC	Nicht zutreffend	0,05 mg/kg
Kappnograph	Physiosuite	Nicht zutreffend
Endotrachealtubus	INSTECH	FTSS-16S-76	Magensonde mit einem Durchmesser von 2,8 mm
Wärmepad	Physiosuite	Nicht zutreffend
Einführungskammer	Temsega	Nicht zutreffend
Isofluran	IsoVet	Nicht zutreffend
Isofluran  Verdampfer’s	Temsega	Nicht zutreffend
Otoskop Vitococo	Amazon	Otoskop Oreille 1920P Camera
Sättigungsoxymeter	Physiosuite	Nicht zutreffend
Scavanger  System	F/air Evakuierungsfilterpatrone	Nicht zutreffend
Smartphone	Samsung	Galaxy A52S
Temperatursonde	Physiosuite	Nicht zutreffend
Velpeau-Band	Velpeau	Nicht zutreffend	Baumwollkreideband, 10 cm × 4 m (ungefähr 120 cm verwendet)
Beatmungsmaske	Temsega	Nicht zutreffend
Xylazin	VIRBAC	Nicht zutreffend	5 mg/kg