Summary
L'obiettivo di questa pubblicazione è dimostrare la potenziale applicazione di un nuovo dispositivo utilizzando lesioni di organi solidi simulati in un modello di porcina.
Abstract
L'emorragia con organo solido (fegato, milza e rene) è spesso pericolosa per la vita e può essere difficile da fermare in pazienti gravemente malati. Le tecniche tradizionali per arrestare questo sanguinamento in corso includono la coagulazione mediante elettrocauterio ad alta tensione, l'applicazione emostatica topica e la consegna di gas argon infiammato. L'obiettivo di questo studio/video era dimostrare l'efficacia di un nuovo dispositivo energetico per arrestare l'emorragia persistente dell'organo solido. Un nuovo strumento che utilizza l'energia di radiofrequenza bipolare (RF) che agisce per accendere / far bollire gocciolamento salina da un semplice manipolo è impiegato per arrestare sanguinamento in corso da lesioni da organi solidi in un modello di porcina. Questo strumento è estrapolato dall'esperienza all'interno di resezioni epatiche elettive. Sarà creata una serie crescente di lesioni agli organi solidi all'interno di un modello di porcina. Questo sarà seguito da arrestare l'emorragia con questo nuovo dispositivo di energia in sequenza. Verrà impiegato anche un dispositivo di aspirazione standard. Questo semplice strumento di energia saline/RF ha il potenziale per arrestare il sanguinamento in corso di superficie/capsulare dell'organo solido, così come un'emorragia moderata associata a lacerazioni profonde.
Introduction
L'emorragia incontrollata dovuta a lesioni da organo solido rimane una delle principali cause di morbilità e mortalità sia nel trauma smussato che in quello penetrante1. Con l'avvento di efficaci strategie di rianimazione del controllo dei danni, il tasso di gestione non operativa per i traumi addominali continua ad aumentaredi 2. Di conseguenza, i pazienti che richiedono una gestione operativa hanno lesioni sempre più complesse e lo squilibrato fisiologico associato. In questi pazienti, il controllo precoce dell'emorragia è una componente essenziale della rianimazione efficace del controllo dei danni e degli esiti desiderabili.
La gestione chirurgica delle lesioni da organo solido rimane una competenza chiave per traumi, cure acute e chirurghi generali. Un'ampia varietà di tecniche chirurgiche e aggiunte emostatiche per queste lesioni sono state descritte3. Le tecniche tradizionali per il trattamento del sanguinamento solido dell'organo includono la coagulazione mediante elettrocauzioade ad alta tensione, l'applicazione di agenti emostatici topici, riparazioni suturpati e l'escissione parziale o totale degli organi. La coagulazione del fascio di Argon è stata descritta anche4. Mentre ognuna di queste tecniche ha un ruolo nel raggiungimento dell'emostasi, nessuna è universalmente applicabile o di successo.
Molti nuovi strumenti e terapie emostatiche sono stati descritti nell'ambiente chirurgico elettivo. Ciò è particolarmente vero nel campo della chirurgia epatobiliale5. Con la familiarità con questi strumenti aumenta, molti di loro hanno anche mostrato promessa nella gestione chirurgica di lesioni traumatiche. Uno di questi dispositivi utilizza una combinazione di energia salina ignita e radiofrequenza bipolare per arrestare l'emorragia. Inoltre, ha la capacità di sigillare contemporaneamente i dotti biliari di piccole e medie dimensioni all'interno del fegato6. L'esperienza positiva con questo strumento nella gestione delle lesioni agli organi solidi è stata descritta in precedenza6,7,8.
L'obiettivo di questa pubblicazione è dimostrare la potenziale applicazione di questo nuovo dispositivo utilizzando lesioni di organi solidi simulati in un modello di porcina.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Le procedure che coinvolgono soggetti animali sono state approvate dal Comitato per la cura degli animali dell'Università di Calgary e seguono le linee guida stabilite dal Canadian Council of Animal Care. Il comitato garantisce che lo studio sia etico e che gli animali siano trattati umanamente.
1. Preparazione del modello
- Casa il maiale maschio adulto da 50 kg in un impianto di cura degli animali per 1 settimana prima dell'intervento chirurgico per acclimatare l'animale alle condizioni abitative e ai gestori. Veloce il modello per un minimo di 6 h prima dell'avvio dell'anestesia.
- Anestesizzare il modello utilizzando un'iniezione intramuscolare di ketamina (33 mg/kg), atropina (0,04 mg/kg) e buprenorfina (0,05 mg/kg) così come isoflurane inalato (5%)9.
- Spostare il modello in posizione supina e spruzzare le corde vocali con lidocaina (1%) al fine di prevenire il lassongospasm. Eseguire l'intubazione endotracheale diretta utilizzando un tubo endotracheale con 6,5 Fr. Confermare la posizione corretta del tubo endotracheale utilizzando la capnografia.
- Inserire un 18G IV nella vena dell'orecchio marginale e iniziare un'infusione di lattato di Ringer ad una velocità di 200 mL/h. Applicare un unguento blando agli occhi del modello per evitare la secchezza durante l'anestesia generale.
- Monitorare la frequenza cardiaca e la saturazione dell'ossigeno del modello utilizzando un ossimetro a impulsi applicato alla coda del modello. Ventilate il modello tra 14 - 16 respiri/min utilizzando un ventilatore meccanico e un volume di marea di 5 - 10 mL/kg. Mantenere un'anestesia adeguata prendendo di mira una concentrazione minima di alveolare (MAC) di isoflurane tra 2 e 2,5.
- Prima dell'avvio dell'intervento chirurgico, confermare l'adeguata profondità di anestesia testando i riflessi del dolore con un pizzico di punta della gamba posteriore. Rivalutare i riflessi del dolore a intervalli regolari durante l'intervento chirurgico.
2. Preparazione del dispositivo
- Preparare la radiofrequenza salina/bipolare accesa (SBRF; Figura 1) dispositivo in base alle specifiche del produttore.
- Aprire il manipolo (6.0 punta di sigillamento bipolare) e collegarlo al generatore.
- Impostare l'impostazione della portata salina su Bassa. Utilizzare lo 0,9% di salina per una conduzione di energia massima.
- Impostare l'impostazione di alimentazione a radiofrequenza su 160 W.
3. Chirurgia: Laparotomia
- Eseguire una lunga incisione laparotomia mediana aperta utilizzando un #10 bisturi che si estende dallo xiphisternum al pube e passa attraverso tutti gli strati della parete addominale.
- Stabilire un'adeguata esposizione degli organi solidi di interesse(ad esempio,fegato, milza, rene), mobilitare altre strutture e inserire un retrattore se necessario.
NOTA: Per semplicità, il fegato sarà indicato come l'organo solido di interesse per il resto di questo protocollo. Questo protocollo includerà anche la creazione di lesioni di grado simile all'interno del rene e della milza.
4. Chirurgia: Lesione simulata dell'organo solido
NOTA: Le lesioni descritte di seguito rappresentano una gerarchia di peggioramento delle lesioni. Le lesioni sono create da un chirurgo esperto trauma e l'emostasis sarà ottenuta da un altro chirurgo.
- Utilizzando una lama bisturi #10, applicare una forza abrasiva (avanti e indietro) alla capsula del fegato al fine di indurre sanguinamento capsulare. La lesione deve esseresuperficiale (cioè., 1 - 2 mm) e 2 cm2 di dimensioni. La dimensione della lesione può quindi essere aumentata in incrementi di 1 cm2 a discrezione dell'operatore.
- Creare lacerazioni d'organo solido di gravità crescente utilizzando l'applicazione diretta di un bisturi. La lunghezza della lacerazione può estendersi da 5 cm all'intera lunghezza dell'organo. La profondità della lacerazione deve essere di 1 cm e quindi aumentata in incrementi di 1 cm a discrezione dell'operatore.
- Crea lesioni penetranti con un dispositivo smussato come un morsetto Kelly usando un movimento di pugnalatura. Questi possono essere di spessore parziale(cioèil 50% dell'organo) o di spessore pieno(cioè,,passando completamente attraverso l'organo).
5. Emostasi
- Deprimere il pulsante del manipolo, invitando il flusso simultaneo di energia salina e la consegna di energia a radiofrequenza bipolare. La salina bollerà nel sito di applicazione.
- Applicare la punta del dispositivo direttamente sulla superficie grezza del fegato, in aree superficiali di sanguinamento o all'interno di difetti nel fegato stesso. Non pugnalare l'organo con l'effettore finale.
- Applicare l'aspirazione simultanea da una ventosa chirurgica standard in base alle esigenze al fine di fornire la salina riscaldata e l'energia direttamente alle aree di emorragia in corso. Questo aiuta anche a visualizzare la posizione precisa dell'emorragia in corso.
- Riscaldare i tessuti a circa 100 gradi centigradi (coagulazione termica senza carboniatura significativa) utilizzando un leggero movimento avanti e indietro. Un 'pop' uditivo avverrà dopo 3 - 5 s e significa che l'ustione è completa. L'utente può quindi spostare lo strumento in modo organizzato al successivo sito mirato.
- Se necessario, applicare elettrocauterio ad alta tensione diretto con precisione in combinazione con l'applicazione dei dispositivi SBRF e di aspirazione al fine di ottenere l'emostasi. Questo può essere richiesto per l'emorragia più grande e più vigorosa.
6. Sigillare i dotti biliari da piccolo a medio
- Utilizzando lo stesso metodo descritto sopra, applicare la punta dello strumento sul bordo tagliato/ferito del parenchyma epatico per sigillare i dotti biliari di piccole e medie dimensioni.
7. Modello eutanasia
- Al termine dell'esperimento, eutanasia il modello anestetizzato tramite essanguinazione secondo le linee guida per la cura degli animali dell'istituzione.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Il dispositivo SBRF descritto qui fornisce un'efficace emostasi per una varietà di lesioni da organo solido. L'efficacia del dispositivo SBRF in un modello di suine è stata descritta in precedenza8. I risultati di questo studio sono ripubblicati qui con il permesso degli autori.
Utilizzando un modello di suini, sono state applicate lesioni di gravità crescente a quattro modelli separati. Le ferite sono state descritte come incapsulamento superficiale, lacerazione superficiale, lacerazione profonda, penetrare traiettorie missilistiche "attraverso e attraverso" e transection completa. L'emostasi efficace è stata determinata da cinque chirurghi operativi e da un'attenta revisione video da un gruppo separato di due chirurghi. Indipendentemente dalla gravità dell'infortunio, il dispositivo SBRF è stato ritenuto efficace nel raggiungimento dell'emostasi dai chirurghi operativi nel 99% delle lesioni e dai chirurghi di revisione video nel 97% delle lesioni. Inoltre, a causa in gran parte del design semplice, i chirurghi operativi coinvolti nello studio iniziale hanno anche trovato il dispositivo molto facile da usare8.
La profondità della penetrazione del tessuto da parte del dispositivo SBRF è stata determinata anche nel precedente studio sui suine8. La penetrazione del tessuto variava per organo bersaglio (Tabella 1). In particolare, non è stata osservata alcuna coagulazione dei tessuti quando è stata presa di mira la vena cava inferiore. Ciò è probabilmente dovuto all'effetto di dissipatore di calore da un flusso sanguigno significativo e supporta ulteriormente la sicurezza dell'uso del dispositivo intorno a grandi strutture vascolari.
Figura 1: dispositivo energetico SBRF (SBRF) a radiofrequenza salina/bipolare. (A) Questo pannello mostra il manipolo del dispositivo SBRF con il design a pulsante singolo. (B) Questo pannello mostra la punta di sigillamento bipolare smussata della SBRF. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Organo bersaglio | Profondità di penetrazione del tessuto (mm) |
| Fegato | 2.7 |
| Milza | 2.5 |
| Rene | 3 |
| Parete addominale | 2.4 |
| Polmone | 1.1 |
| Cuore | 1.3 |
| Vena cava inferiore | 0 |
Tabella 1: penetrazione dei tessuti per organo bersaglio. Questa tabella è stata modificata da Ball et al8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Il controllo rapido ed efficace dell'emorragia è una componente essenziale della moderna rianimazione del controllo dei danni10. Una varietà di tecniche operative e complementari sono disponibili per arrestare l'emorragia in una lesione dell'organo solido3. Nessuna di queste tecniche si è dimostrata universalmente applicabile o di successo nel raggiungere l'emostasi. L'esperienza iniziale con il dispositivo SBRF qui descritto è stato positivo6,7,8. Questo dispositivo è un prezioso aggiunta nel raggiungimento di emostasi rapida ed efficace in complesse lesioni da organi solidi.
Nell'attuale protocollo, è stato utilizzato un modello di porcina per simulare lesioni traumatiche di organi solidi. In questo modo, le caratteristiche del dispositivo dello studio sono dimostrate in un ambiente ad alta fedeltà. In precedenza, i modelli di porcina sono stati dimostrati un modello efficace per processi equivalenti di malattia umana, in particolare nel settore dell'educazione chirurgica e della simulazione11.
Questo protocollo ha una limitazione notevole. Le lesioni simulate sono create in un modello di porcina che viene anetizzato in condizioni standardizzate. Anche se le lesioni simulate sono relativamente realistiche, vengono create in isolamento allo stato fisiologico del modello. Di conseguenza, il modello non è necessariamente esposto alla coagulopatia acuta e ad altri squilibramenti fisiologici che normalmente influenzano gli esiti nei pazienti traumatizzati.
Nonostante questa limitazione, l'esperienza del paziente umano con il dispositivo in emorragia d'organo solido è stata estremamente incoraggiante6,7. Il dispositivo SBRF è semplice da usare e ha dimostrato un'efficace emostasi in un gruppo altamente selezionato di pazienti traumatizzati con lesioni da organo solido impegnative. Il dispositivo SBRF consente anche l'emostasi simultanea e la sigillazione di dotti biliari di piccole e medie dimensioni all'interno del fegato.
A nostra conoscenza, non ci sono state segnalazioni di complicazioni a breve o lungo termine legate direttamente all'uso di un dispositivo SBRF in pazienti traumatizzati o durante il suo uso in chirurgia elettiva. Poiché il dispositivo funziona a una temperatura di funzionamento relativamente bassa(ad es.100 gradi centigradi), c'è meno rischio di lesioni a strutture vascolari innocenti da asti nel campo operativo. Ad esempio, sembra che non vi sia alcun rischio o molto limitato per strutture come la vena cava inferiore e la vena del portale a causa del forte dissipatore di calore creato dall'alto flusso di sangue attraverso queste strutture. Con l'aumentare dell'uso e dell'esperienza con il dispositivo SBRF, i suoi utenti dovranno rimanere attenti a eventuali complicazioni potenziali.
La laparotomia di controllo dei danni è associata a morbilità e mortalità potenziale significative11,12. Ciò è particolarmente vero nella gestione di complesse lesioni di organi solidi. Possedere un dispositivo versatile per un'efficace emostasi primaria in queste lesioni complesse può portare a una riduzione della necessità di chiusura addominale temporanea e dei suoi rischi intrinseci. È anche uno strumento superbo per i chirurghi che devono fermare l'emorragia in corso in queste aree difficili, ma non hanno necessariamente comfort nell'anatomia intra-organo o nella regione anatomica della lesione.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Gli autori non hanno alcun riconoscimento.
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).
