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Investigación de los parámetros de seguridad electrofisiológicos y termográficos de dispositivos quirúrgicos de energía durante la cirugía de tiroides y paratiroides en un modelo porcino

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DOI:

10.3791/63732

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13 de octubre de 2022

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1Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, International Thyroid Surgery Center, Kaohsiung Medical University Hospital, Kaohsiung Medical University, 2Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital, Kaohsiung Medical University, 3Department of Anesthesiology, Kaohsiung Municipal Siaogang Hospital, Kaohsiung Medical University, 4Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, E-Da Hospital, I-Shou University, 5Division of General Surgery, Endocrine Surgery Section, Istituto Auxologico Italiano (IRCCS), 6Department of Pathophysiology and Transplantation, Faculty of Medicine and Surgery, University of Milan, 7Division of Thyroid and Parathyroid Endocrine Surgery, Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Massachusetts Eye and Ear Infirmary, Harvard Medical School, 8Center for Liquid Biopsy and Cohort Research, and Faculty of Medicine, College of Medicine, Kaohsiung Medical University

En este artículo

Resumen

La aplicación segura de dispositivos de energía quirúrgica recientemente desarrollados en la cirugía de tiroides / paratiroides atrae la atención de los cirujanos. Los modelos experimentales animales pueden evitar ensayos y errores innecesarios en la cirugía humana. Este informe tiene como objetivo demostrar métodos electrofisiológicos y termográficos para evaluar los parámetros de seguridad de los DEE en la cirugía de tiroides / paratiroides.

Resumen

En la cirugía de tiroides y paratiroides, los dispositivos de energía quirúrgica (SED) proporcionan una hemostasia más eficiente que la hemostasia convencional de pinza y sujeción en áreas con un suministro rico de sangre. Sin embargo, cuando un SED se activa cerca del nervio laríngeo recurrente (RLN), el calor generado por el SED puede lesionar el nervio irreversiblemente. Para aplicar de manera segura los DEE en la cirugía de tiroides / paratiroides, este artículo presenta estudios experimentales de modelos porcinos para investigar los parámetros de seguridad de activación y enfriamiento de los DEE en procedimientos electrofisiológicos (EP) y termográficos (TG) estandarizados, respectivamente. En los experimentos de parámetros de seguridad EP, se aplica neuromonitorización intraoperatoria continua (C-IONM) para demostrar la función RLN en tiempo real. El estudio de activación de EP evalúa la distancia de activación segura de los SED; el estudio de enfriamiento EP evalúa el tiempo de enfriamiento seguro de los SED. En el experimento de parámetros de seguridad TG, se utiliza una cámara termográfica para registrar el cambio de temperatura después de activar el SED. El estudio de activación de TG evalúa la distancia de propagación térmica lateral después de la activación de SED en un ambiente seco o húmedo y si se generan humo y salpicaduras; el estudio de enfriamiento TG evalúa el tiempo de enfriamiento. Esto ayudará a establecer los parámetros de seguridad de los SED recientemente desarrollados utilizados en la cirugía de tiroides / paratiroides y proporcionará pautas de seguridad para evitar lesiones por RLN y complicaciones relacionadas.

Introducción

La hemostasia eficiente es un tema muy importante en la cirugía de tiroides y paratiroides. En las últimas décadas, uno de los mayores avances en la cirugía de tiroides y paratiroides ha sido el desarrollo de dispositivos quirúrgicos de energía (SED)1. Los DEE proporcionan una hemostasia más eficiente que la técnica convencional de pinza y amarre en áreas con un rico suministro de sangre, lo que reduce la pérdida de sangre intraoperatoria y el tiempo de operación2, la hipocalcemia postoperatoria3 y el hematoma postoperatorio potencialmente mortal4. En estudios recientes se ha descrito el uso de DEE en el 65,7% de los pacientes con tiroidectomía5, y el uso anual de SED aumenta cada año.

Sin embargo, las DSE no han demostrado ser superiores a las técnicas convencionales en términos de lesión recurrente del nervio laríngeo (RLN) en cirugía tiroidea y paratiroidea 4,6,7. La lesión térmica y la propagación térmica lateral al RLN a menudo ocurren inesperadamente cuando se activa un SED cerca del nervio, y este tipo de lesión suele ser grave e irreversible. En comparación con la tracción mecánica o la lesión del nervio de compresión, la lesión térmica del nervio tiene menos distorsión de la estructura externa pero un daño más severo al endoneuro interno, incluida la vaina de mielina y el axón 8,9,10,11. Este tipo de lesión no sólo experimenta dificultad para recuperar la función normal, sino que también es menos reversible en la secuencia clínica que la lesión por tracción10,12. Además, la lesión térmica es a menudo invisible para el cirujano y puede ser no reconocida en el curso de la cirugía13,14. Por lo tanto, los cirujanos deben considerar los efectos térmicos de SED para evitar la lesión térmica de RLN durante la cirugía de tiroides y paratiroides.

Los modelos porcinos son los más utilizados para la investigación de RLN porque la anatomía y fisiología de los cerdos son muy similares a las de los humanos 15,16,17,18,19,20. El modelo porcino experimental permite un fácil manejo, está ampliamente disponible y es rentable9. Para información electrofisiológica (EP), la neuromonitorización intraoperatoria (IONM) es útil para detectar mecanismos de lesión nerviosa y predecir la función postoperatoria de las cuerdas vocales 21,22,23,24,25,26,27. Además, la IONM continua (CIONM) permite la detección temprana de lesión nerviosa después de procedimientos de alto riesgo, ya que puede retroalimentar inmediatamente la función nerviosa mediante el uso de estimulación vagal repetitiva28,29,30. Los estudios sobre la activación y el enfriamiento de EP pueden determinar la distancia de activación segura de SED desde el RLN y el tiempo de enfriamiento seguro después de la activación de SED antes de contactar con el RLN. Para obtener información termográfica, una cámara termográfica es útil para evaluar el cambio de temperatura (activación y enfriamiento), y la región hipertérmica se puede visualizar después de las activaciones SED 31,32,33,34,35. En un estudio previo, la lesión térmica de RLN ocurrió cuando la temperatura del tejido alcanzó la temperatura crítica de 60 ° C en el CIONM porcino modelo36. Los estudios sobre la activación y enfriamiento de TG pueden determinar la distancia de propagación térmica lateral, la aparición de humo y salpicaduras, y el cambio de temperatura durante el enfriamiento con o sin la maniobra de toque muscular (MTM). Para aplicar SED de manera segura en cirugía de tiroides / paratiroides, este artículo presenta un estudio experimental de modelo porcino para investigar los parámetros de seguridad de EP y TG de los SED bajo procedimientos estandarizados.

Protocolo

Los experimentos con animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad Médica de Kaohsiung, Taiwán (protocolo no: IACUC-110082).

1. Preparación animal y anestesia

  1. Condiciones para la selección porcina: Seleccionar cerdos Duroc-Landrace de 3 a 4 meses de edad y con un peso de 18 a 30 kg.
  2. Preparación antes del experimento: Ayunar los cerdos durante 8 h sin comida y 2 h sin agua antes de la anestesia.
  3. Inducción anestésica: Administrar 2 mg/kg de tiletamina/zolazepam por vía intramuscular 30 min antes de la cirugía
    NOTA: Los agentes de bloqueo neuromuscular no se utilizaron durante la inducción de la anestesia.
  4. Selección del tubo endotraqueal: Utilice un tubo endotraqueal de electromiografía comercial (EMG) de 6,0 mm (los electrodos de registro) de la manera en que se usa clínicamente de forma rutinaria.
  5. Intubación: Deje que el anestesiólogo intube los electrodos de registro con la ayuda de una laringoscopia directa en decúbito prono. En este estudio, el tubo endotraqueal se fijó a 24 cm a través de la monitorización de dióxido de carbono espiratorio final (etCO2) y la auscultación torácica para asegurar la ubicación adecuada del tubo.
  6. Mantenimiento de la anestesia: Coloque al cerdo boca arriba, extienda el cuello y fije el tubo endotraqueal. Ajuste el volumen corriente a 8 a 12 ml / kg y una frecuencia respiratoria de 15 a 20 respiraciones por minuto. Use sevoflurano al 1% a 2% para el mantenimiento de la anestesia general.
    NOTA: Los agentes de bloqueo neuromuscular no se utilizaron durante el mantenimiento de la anestesia.
  7. Durante el experimento, además del monitoreo continuo de la temperatura corporal central del animal, es importante asegurarse de que la temperatura experimental esté dentro de un rango apropiado. Si el animal experimenta una caída en la temperatura corporal, se debe proporcionar soporte térmico inmediato, como una manta caliente.

2. Funcionamiento animal (Figura 1 y Figura 2)

  1. Verificar un plano quirúrgico de anestesia.
  2. Incisión en la piel: Haga una incisión cervical transversal de 15 cm en la piel a 1 cm por encima del esternón (Figura 1A).
  3. Elevar el colgajo subplastismático al nivel del hueso hioides.
  4. Separe los músculos de la correa a través del enfoque de la línea media y retraiga lateralmente para visualizar el cartílago tiroides, el cartílago cricoides, los anillos traqueales y la glándula tiroides.
    NOTA: Los bordes de los músculos de la correa deben diseccionarse cuidadosa y cuidadosamente para los estudios de TG.
  5. Después de la exposición, diseccionar los músculos esternocleidomastoideos (SCM) bilateralmente (Figura 1B).
    NOTA: Los bordes de los SCM deben diseccionarse cuidadosa y ordenadamente para los estudios de EP.
  6. Identificar, exponer y diseccionar bilateralmente los nervios laríngeos recurrentes (RLN) y los nervios vagos (VN) (Figura 2).
    NOTA: IONM puede ayudar con este paso.
  7. Realizar los experimentos de los estudios de EP y TG siguiendo los pasos 4 y 5.
  8. Después de completar todo el experimento, mantenga a los lechones por debajo del 4% -6% de sevoflurano y sacrificarlos humanamente con una sobredosis de Tiletamina / Zolazepam (6 mg / kg).

3. Información y configuración de los dispositivos de energía quirúrgica (SED)

  1. Para obtener detalles sobre los SED, consulte la Tabla de materiales.
    NOTA: Este estudio utiliza SEDs bipolares avanzados (denominados Dispositivo A) para demostrar los estudios EP y TG.

4. Estudio electrofisiológico (EP)

  1. Ajuste continuo de IONM (Figura 3)
    NOTA: Asegúrese de que los electrodos de registro estén intubados como se menciona en el paso 1.5.
    1. Instale los electrodos de tierra fuera de la herida de la incisión quirúrgica.
    2. Instale los electrodos estimulantes: instale un electrodo de estimulación periódica automática (APS) de 2,0 mm en un lado del VN.
    3. Conecte todos los electrodos en la caja de interconexión y verifique que la caja de interconexión esté conectada al sistema de monitoreo (sistema de monitoreo de integridad nerviosa) y que la alimentación del sistema de monitoreo esté encendida (Figura 3A).
    4. Confirme que el sistema de monitorización muestra que los electrodos están conectados correctamente.
    5. Seleccione la página Supervisión y haga clic en Configuración avanzada.
    6. Haga clic en APS para establecer la estimulación APS en 1/min para la frecuencia lenta, 1/s para la velocidad rápida y los límites de alarma en 50% y 2000 μV para amplitudes, 10% para latencia. Luego haga clic en Aceptar para finalizar la configuración.
      Nota : la configuración de otras columnas depende del experimentador.
    7. Haga clic en Captura de eventos en la columna Eventos y establezca el umbral del evento en 100 μV.
      NOTA: La figura 3B muestra los pasos de protocolo 4.1.5-4.1.7.
    8. Encuentra la columna Vagus APS Stim y establece la corriente de estimulación en 1.0 mA. Haga clic en Línea base; aparecerá una nueva ventana, Establecimiento de línea base de APS, en el lado derecho de la pantalla.
    9. Introduzca el título de la sesión y los comentarios de la sesión. Seleccione el canal a probar y el sistema comenzará a medir automáticamente 20 veces. La amplitud y la latencia de línea base se calcularán y mostrarán automáticamente. Haga clic en Aceptar si la línea base es correcta.
      NOTA: La figura 3C muestra los pasos del protocolo 4.1.8-4.1.9.
    10. Haga clic en el icono Avance rápido en la columna Vagus APS Stim para iniciar una prueba. Después de cada experimento EP, haga clic en el icono Pulse para detener las grabaciones.
    11. Seleccione la página Informes y establezca el formato de salida del informe para guardar el archivo en USB.
      NOTA: El informe C-IONM de ejemplo se muestra en la Figura 3D.
  2. Estudio de activación de EP (Figura 4)
    1. Desarrolle pautas experimentales antes de comenzar un experimento.
      NOTA: La Figura 4A muestra un ejemplo común de protocolo de estudio de activación de EP, que se puede ajustar de acuerdo con las características del SED. Para algunos instrumentos con ciclos de activación, el tiempo de activación único es un ciclo de activación único, que en su mayoría oscila entre 2 y 4 s. La mayoría de los SED no tienen un ciclo de activación, y el tiempo de activación único es de 3 s.
    2. Pruebas de distancia de activación a 5 mm:
      1. Aplicar el SED sobre el tejido blando a una distancia de 5 mm del RLN y activar SED (activación única).
      2. Observe el cambio de EMG. Opere a la misma distancia de activación tres veces a menos que se produzca un cambio sustancial de amplitud EMG.
        NOTA: La figura 4B muestra la prueba de distancia de activación a 5 mm.
    3. Pruebas de distancia de activación a 2 mm:
      1. Aplicar el SED sobre el tejido blando cercano al RLN a 1 mm de distancia y activar SED (activación única).
      2. Observe el cambio de EMG. Opere a la misma distancia de activación tres veces a menos que se produzca un cambio sustancial de amplitud EMG.
    4. Pruebas de distancia de activación a 1 mm:
      1. Aplique el SED en el tejido blando a una distancia de 1 mm del RLN y active SED (activación única).
      2. Observe el cambio de EMG. Operar a la misma distancia de activación tres veces a menos que se produzca un cambio sustancial en la amplitud de EMG
    5. Si se observa una disminución sustancial de la amplitud de EMG durante los pasos 4.2.2-4.2.4, detenga el experimento RLN. Registre la EMG en tiempo real continuamente durante 20-60 minutos para determinar si la lesión es reversible. (Figura 4C)
    6. Registre manualmente los resultados experimentales como una tabla (Tabla 1).
  3. Estudio de refrigeración EP (Figura 5)
    1. Desarrolle pautas experimentales antes de comenzar un experimento.
      NOTA: La Figura 5A muestra un ejemplo común del protocolo de estudio de refrigeración EP, que se puede ajustar de acuerdo con las características del SED.
    2. Pruebas de tiempo de enfriamiento de 5 s:
      1. Aplique SED de activación única al músculo SCM. Toque el RLN con la punta del SED después de 5 s de espera y enfriamiento.
      2. Observe el cambio de EMG. Opere al mismo tiempo de enfriamiento tres veces a menos que se produzca un cambio sustancial de amplitud de EMG.
    3. Pruebas de tiempo de enfriamiento de 2 s:
      1. Aplique SED de activación única al músculo SCM. Toque el RLN con la punta del SED después de 2 s de espera y enfriamiento.
      2. Observe el cambio de EMG. Opere al mismo tiempo de enfriamiento tres veces a menos que se produzca un cambio sustancial de amplitud de EMG.
        NOTA: La Figura 5B muestra la prueba de tiempo de enfriamiento de 2 s.
    4. Proceda inmediatamente con las pruebas de maniobra de tacto muscular (MTM):
      1. Aplique SED de activación única al músculo SCM. Toque rápidamente (aproximadamente 1 s) la superficie activada del SED con otra posición del SCM (MTM, Figura 5C).
      2. Toque el RLN con la punta del SED inmediatamente después de MTM y observe el cambio de EMG. Opere al mismo tiempo de enfriamiento tres veces a menos que se produzca un cambio sustancial de amplitud de EMG.
    5. Proceda inmediatamente sin pruebas de maniobra de tacto muscular (MTM):
      1. Aplique SED de activación única al músculo SCM. Toque el RLN con la punta del SED inmediatamente sin MTM.
      2. Observe el cambio de EMG. Opere el mismo tiempo de enfriamiento tres veces a menos que se produzca un cambio sustancial de amplitud de EMG. Si se observa una disminución sustancial de la amplitud de EMG, siga el paso 4.3.6.
    6. Si se observa una disminución sustancial de la amplitud de EMG, detenga el experimento RLN. Luego, monitoree continuamente la respuesta EMG en tiempo real durante al menos 20 minutos para determinar si la lesión por RLN es reversible o no. (Figura 5D)
    7. Registre manualmente los resultados experimentales como una tabla (Tabla 2).

5. Estudio termográfico (TG)

  1. Configure el sistema de imagen térmica (figura 6).
    NOTA: Cámara termográfica con sensibilidad a la temperatura hasta un rango de temperatura de -20 °C a 650 °C. La imagen se actualiza cada segundo.
    1. Coloque la cámara a 50 cm del tejido diana en un ángulo de 60° con respecto a la mesa experimental (Figura 6A).
      NOTA: En el campo de funcionamiento, medido por una cámara termográfica, la temperatura se muestra de acuerdo con la escala de color. La ubicación con la temperatura más alta en la pantalla se marca con un signo "+" y se muestra su temperatura correspondiente (Figura 6B)
    2. Seleccione Modo de video y presione el botón de captura.
      NOTA: Los procedimientos supervisados por la cámara térmica se graban continuamente en forma de vídeo.
  2. Llevar a cabo la preparación animal para el estudio TG:
    1. Registre la temperatura de fondo del área experimental con la cámara termográfica. La temperatura de fondo debe estar en el rango de 25 ± 2 °C (Figura 6C). Si la temperatura de fondo excede este rango, ajuste la temperatura del aire acondicionado del laboratorio y vuelva a probar.
    2. Grosor muscular estándar de la correa para la activación del SED: Prepare los músculos de la correa para el estudio TG como se describe en el paso 2.3. El grosor muscular estándar de la correa para la activación SED es de 5 mm (Figura 6D).
  3. Estudio de activación de TG (Figura 6 y Figura 7)
    1. Pruebas de ambiente seco: Limpie la superficie de los músculos de la correa porcina con una gasa seca.
      1. Ensayos de cuchillas enteras en un ambiente seco (Figura 7A):
        1. Agarre el músculo de la correa en toda la longitud de la cuchilla usando SED (Figura 6E).
        2. Evaluar la temperatura máxima de activación: Después de una sola activación, la temperatura máxima se muestra en la pantalla durante la medición (Figura 7B).
        3. Evaluar la dispersión térmica lateral: Mida el diámetro de la línea isotérmica de 60 °C después de una sola activación.
        4. Evalúe el humo y las salpicaduras: después de una sola activación, cuando la temperatura más alta en la pantalla supere los 60 ° C, registre cualquier humo y salpicaduras en la pantalla. Repita cinco mediciones en diferentes áreas.
          NOTA: La temperatura máxima de activación se evaluó con pruebas de cuchilla entera solo en un ambiente seco.
      2. Un tercio (1/3) de las pruebas de cuchillas en un ambiente seco (Figura 7C):
        1. Agarre el músculo de la correa con una cuchilla anterior de 1/3 de longitud usando SED (Figura 6F). Evalúe la dispersión térmica lateral, el humo y las salpicaduras (Figura 7D) como se describe en el paso 5.3.1.1. Repita cinco mediciones en diferentes áreas.
    2. Pruebas en ambientes húmedos: Remoje los músculos de la correa porcina en agua estéril durante 3 s justo antes de la activación del SED.
      1. Ensayos de cuchilla completa en un ambiente húmedo (Figura 7E): Agarre el músculo de la correa en toda la longitud de la cuchilla usando SED y evalúe la propagación térmica lateral (Figura 7F), el humo y las salpicaduras como se describe en el paso 5.3.1.1. Repita cinco mediciones en diferentes áreas.
      2. Pruebas de un tercio (1/3) en un ambiente húmedo (Figura 7G): Agarre el músculo de la correa con una cuchilla anterior de 1/3 de longitud usando SED y evalúe la propagación térmica lateral, el humo (Figura 7H) y las salpicaduras como se describe en el paso 5.3.1.1. Repita cinco mediciones en diferentes áreas.
    3. Registre manualmente los resultados experimentales como una tabla (Tabla 3).
  4. Estudio de refrigeración TG (Figura 8)
    1. Ambiente seco: Limpie la superficie de los músculos de la correa porcina con una gasa seca como en el paso 5.3.1.
      NOTA: En el estudio de enfriamiento TG, todas las activaciones se realizaron en un ambiente seco con activación de cuchilla completa.
    2. Evalúe el tiempo mínimo de enfriamiento sin MTM: Después de la activación simple de SED con toda la cuchilla en el músculo de la correa, comience a registrar el tiempo de enfriamiento hasta que la temperatura más alta en la pantalla sea inferior a 60 ° C. Repita cinco mediciones en diferentes áreas.
      NOTA: Al medir el tiempo de enfriamiento y la temperatura de la cuchilla SED después de la activación simple y MTM, cubra el área muscular activada por SED y el área muscular en contacto con MTM con una gasa, ya que la alta temperatura en estas áreas se detectará en la pantalla TG e interferirá con la temperatura que se va a medir realmente.
    3. Evalúe la temperatura de la cuchilla después de MTM: Después de una sola activación del SED con toda la hoja en el músculo de la correa, toque rápidamente (~1 s) la superficie activada del SED con otra posición del músculo de la correa (Figura 8A). Luego registre su temperatura inmediatamente después de salir del SED del músculo de la correa con la cuchilla abierta (Figura 8B).
    4. Evalúe el tiempo mínimo de enfriamiento con MTM: Después del paso 5.4.3, cuando la temperatura sea superior a 60 °C, comience a registrar el tiempo de enfriamiento hasta que la temperatura más alta en la pantalla sea inferior a 60 °C. Repita cinco mediciones en diferentes áreas.
    5. Registre manualmente los resultados experimentales como una tabla (Tabla 4).

6. Interpretaciones de los datos

  1. Presentar los parámetros de seguridad EP y TG en forma de tabla con humo y salpicaduras marcadas.
    NOTA: Aquí, los parámetros de seguridad EP y TG de SED se presentan en forma de tabla, y el humo y las salpicaduras están marcados con los símbolos * y #, respectivamente. En los estudios de EP y TG, el resultado final enumera los datos máximos como en la Tabla 5.

Resultados

La operación animal se realizó en cada lechón, y se identificaron las estructuras anatómicas, como se muestra en la Figura 1 y Figura 2. Varias estructuras fueron cuidadosamente diseccionadas (músculos SCM y músculos de correa) y cuidadosamente preparadas (RLN y VNs) de acuerdo con el procedimiento estandarizado que se muestra en la Figura 1 y la Figura 2. Los SED probados en este estudio se muestran en tablas suplementarias. Aplicando los procedimientos estándar descritos en la sección Protocolo, los parámetros de seguridad de los SED se pueden establecer en experimentos con animales.

Estudio electrofisiológico (EP)
CIONM consta de tres partes principales: el electrodo estimulante, el electrodo de registro y el sistema de monitoreo (Figura 3A). Una vez que se garantiza que el sistema CIONM está disponible, el cambio de señal durante el estudio PE puede documentarse bien. (Figura 3D).

Estudio de activación de EP: Los protocolos del estudio de activación de EP se muestran en la Figura 4A. La distancia de activación segura se define como la activación única del SED en una posición mayor que esta distancia sin causar un cambio sustancial de amplitud de EMG. Las grabaciones de señal APS EMG del estudio de activación de EP se muestran en la Figura 4C. Un ejemplo de demostración de resultados experimentales del estudio de activación de EP se muestra en la Tabla 1. Las interpretaciones finales se muestran en la Tabla 5.

Estudio de refrigeración EP: Los protocolos del estudio de refrigeración EP se muestran en la Figura 5A. El tiempo de enfriamiento seguro se define como el enfriamiento durante más de este tiempo después de una sola activación del SED que no causará un cambio sustancial de amplitud de EMG. La MTM de 1 s se realizó inmediatamente después de una sola activación del SED, que determinó si el SED era seguro o inseguro de acuerdo con la ocurrencia de un cambio sustancial de amplitud de EMG. Las grabaciones de señal APS EMG del estudio de activación de EP se muestran en la Figura 5D. Un ejemplo de demostración de los resultados experimentales del estudio de enfriamiento de EP se muestra en la Tabla 2. Las interpretaciones finales se muestran en la Tabla 5.

Estudio termográfico (TG)
La configuración estandarizada del sistema de imagen térmica se muestra en la figura 6A. Las pantallas de temperatura, la marca de temperatura más alta (signo "+") y la escala de colores se ilustran en la Figura 6B. La temperatura de fondo del área experimental se registra como se muestra en la Figura 6C. Los músculos de la correa se prepararon con un grosor estándar de 5 mm, que se muestra en la Figura 6D. La definición de toda la hoja y un tercio de la hoja se demostró en la Figura 6E,F.

Estudio de activación de TG: La temperatura máxima se probó con toda la cuchilla en un ambiente seco; los resultados se muestran en la Tabla 3. El estudio de activación de TG contiene cuatro combinaciones: pruebas de cuchillas completas en un ambiente seco (Figura 7A, B), pruebas de un tercio de cuchillas en un ambiente seco (Figura 7C, D), pruebas de cuchillas completas en un ambiente húmedo (Figura 7E, F) y pruebas de cuchillas de un tercio en un ambiente húmedo (Figura 7G, H). En comparación con el ambiente seco, las salpicaduras de calor y la propagación térmica lateral tienden a ocurrir en la pantalla de imágenes TG en el ambiente húmedo. Los diferentes SED tienen diferentes patrones de propagación térmica lateral y formación de humo / salpicaduras cuando se activan con una cuchilla completa o un tercio de una cuchilla, de acuerdo con sus diferentes mecanismos de hemostasia. La distancia de dispersión térmica se define como la distancia más lejana entre la línea isotérmica de 60 °C y la cuchilla SED después de una sola activación. Los resultados experimentales se muestran en la Tabla 3. Las interpretaciones finales se muestran en la Tabla 5.

Estudio de enfriamiento TG: El tiempo de enfriamiento seguro se define como enfriamiento durante más de este tiempo después de una sola activación del SED, y es completamente inferior a 60 ° C en la pantalla TG. El MTM (Figura 8A) es un buen método de enfriamiento en el que la temperatura disminuye rápidamente bajo la pantalla de imágenes TG. La MTM de 1 s se realizó inmediatamente después de una sola activación del SED, y la temperatura en la cuchilla superior a 60 °C o no determina si el SED es seguro o inseguro, respectivamente (Figura 8B). Los resultados experimentales, incluido el tiempo mínimo de enfriamiento sin MTM, la temperatura de la cuchilla después de MTM y el tiempo mínimo de enfriamiento con MTM, se muestran en la Tabla 4. Las interpretaciones finales se muestran en la Tabla 5.

Interpretaciones de datos
De acuerdo con los datos obtenidos en los experimentos, los parámetros de seguridad de SED se integrarán en una tabla (la Tabla 5 muestra los datos recopilados utilizando Advanced bipolar SEDs (referenciados como Dispositivo A) en la Tabla de Materiales). El dispositivo A es uno de los dispositivos que se utiliza para el examen en este estudio. Estos datos sugieren que cuando los cirujanos usan este SED, deben mantener una distancia de seguridad suficiente y suficiente tiempo de enfriamiento, ajustar de acuerdo con diferentes entornos operativos y diferentes longitudes de agarre, observar si se produce un patrón de propagación térmica irregular (humo y salpicaduras) y evaluar la temperatura del SED después de una sola activación e inmediatamente después de que se realiza MTM.

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Figura 1: Incisión cutánea y disección de los músculos esternocleidomastoideos. (A) Se realiza una línea de incisión transversal de la piel cervical de 15 cm 1 cm por encima del esternón. (B) Los músculos de la correa se retraen lateralmente para visualizar el cartílago tiroides, el cartílago cricoides, los anillos traqueales y la glándula tiroides. Abreviaturas: SCM = músculo esternocleidomastoideo, STM = músculos de la correa, TC = cartílago tiroides, CC = cartílago cricoides, tiroides = glándula tiroides. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 2: Identificar y exponer los RLNs (*) y VNs (#). Abreviaturas: SCM = músculo esternocleidomastoideo, S = músculos de la correa, TG = glándula tiroides, RLN = nervio laríngeo recurrente, VN = nervios vagos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 3: Ajustes y grabaciones de C-IONM. (A) Configurar electrodos de C-IONM: electrodos de registro- Se intubó el tubo endotraqueal EMG 6#; se instalaron electrodos estimulantes en el VN (*); Se instalaron electrodos-electrodos de tierra fuera de la herida de la incisión quirúrgica. Todos los electrodos estaban conectados al sistema de monitoreo. (B) La configuración avanzada de los estímulos APS. (C) Establezca la corriente de estimulación y comience a obtener la línea de base en la columna Vagus APS Stim, y la latencia y amplitud de la línea de base se prueban y calculan automáticamente en la nueva ventana (estableciendo la línea de base APS). (D) El ejemplo de informe C-IONM. Abreviaturas: APS = estimulación periódica automática, EMG = electromiografía, ETT = tubo endotraqueal, C-IONM = monitorización neural intraoperatoria continua, RLN = nervio laríngeo recurrente, VN = nervios vagos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 4: Diagrama de flujo de los protocolos de estudio de activación de EP. (A) Se realizan pruebas de activación única en el RLN desde los segmentos proximales (caudales) hasta los segmentos distales (craneales) a diferentes distancias. Si la respuesta EMG se mantuvo sin cambios después de las tres pruebas de activación a la distancia de 5 mm en el segmento proximal, se realizó otra prueba a la distancia de 2 mm. Si la respuesta EMG se mantuvo estable después de pruebas repetidas a la distancia de 2 mm, las pruebas de seguridad finales se realizan a la distancia de 1 mm o tocando la punta SED con el RLN directamente. Si se observa una disminución sustancial de la amplitud de EMG después de cualquier prueba, el lado del experimento RLN está completo, y la respuesta EMG se monitoreará continuamente durante al menos 20 minutos. (B) El SED se prueba a una distancia de 5 mm cerca del RLN izquierdo. (C) Señal APS EMG al realizar el estudio de activación. Abreviaturas: SED = dispositivo de energía quirúrgica, RLN = nervio laríngeo recurrente, EMG = electromiográfico, APS = estimulación periódica automática. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 5: Diagrama de flujo del protocolo de estudio de enfriamiento EP. (A) Las pruebas se realizan en el RLN desde los segmentos proximales (caudales) hasta los segmentos distales (craneales). Después de la activación SED en el músculo SCM ipsilateral (flecha blanca) y después de diferentes tiempos de enfriamiento, toque la punta en el RLN (estrella amarilla) durante un período de 5 s. Si la respuesta EMG se mantuvo sin cambios después de tres pruebas de tiempo de enfriamiento de 5 s, se realizan pruebas de tiempo de enfriamiento de 2 s. Si la respuesta EMG se mantuvo sin cambios después de pruebas repetidas, las pruebas de seguridad finales se realizan tocando la punta SED con el RLN inmediatamente después de una activación simple o doble con o sin la maniobra táctil (asterisco). (B) La punta del SED se abre para tocar la parte interna sin recubrimiento en el RLN. (C) La maniobra táctil (asterisco) es el toque/enfriamiento rápido con SCM después de la activación. (D) La señal APS EMG al realizar el estudio de enfriamiento. Abreviaturas: RLN = nervio laríngeo recurrente, SCM = esternocleidomastoideo, EMG = electromiográfico. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figure-results-6
Figura 6: Configuración del sistema de imagen térmica . (A) La cámara se colocó a 50 cm del tejido objetivo y en un ángulo de 60° de la mesa experimental. (B) El campo de operación se mide con una cámara termográfica. La temperatura se muestra de acuerdo con la escala de colores y la temperatura más alta en la pantalla se marca con un signo "+". (C) Registrar la temperatura de fondo del área experimental. (D) El grosor muscular estándar de la correa para la activación SED es de 5 mm. (E) Prueba de cuchilla entera en un ambiente seco. (F) Un tercio (1/3) de las pruebas de cuchillas en un ambiente seco. Abreviatura: SED = dispositivos de energía quirúrgica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 7: Estudio de activación de TG. (A,B) A: Ensayos de cuchilla entera en un ambiente seco; B: imagen TG, la temperatura máxima de activación es superior a 60 °C durante la activación. (C,D) C: Un tercio (1/3) de las pruebas de cuchilla en un ambiente seco; D: La imagen TG, salpicaduras (flecha verde) se observa después de la activación. E) Ensayos de cuchillas enteras en el ambiente húmedo; (F) Imagen TG, se observa una propagación térmica lateral más obvia (flecha blanca) en comparación con el ambiente seco. (G) Un tercio (1/3) de las pruebas de cuchillas en un ambiente húmedo. (H) Imagen TG, humo (flecha azul) es más obvio en comparación con el ambiente seco. Abreviatura: TG = termográfico. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 8: Estudio de enfriamiento TG con MTM . (A) Después de una sola activación del SED con toda la cuchilla en el músculo de la correa (círculo amarillo de la línea punteada), tocando rápidamente (aproximadamente 1 s) la superficie activada del SED con otra posición del músculo de la correa. (B) La imagen TG muestra la temperatura SED inmediatamente después de salir del SED del músculo de la correa con la cuchilla abierta. Cuando la temperatura sea superior a 60 °C, comience a registrar el tiempo de enfriamiento hasta que la temperatura más alta en la pantalla sea inferior a 60 °C. Abreviaturas: TG = termografía, MTM = maniobra muscular resistente, SED = dispositivos de energía quirúrgica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Nervio No.5 mm,2 mm,
Estado de amplitudEstado de amplitud
Nervio 1estable (3)estable (3)
Nervio 2estable (3)estable (3)
Nervio 3estable (3)estable (3)
LOS: pérdida de señal; El número entre paréntesis es el número de pruebas

Tabla 1: Estudio de activación electrofisiológica (EP). Este es uno de los resultados del estudio de activación de EP. Cada distancia se examina tres veces hasta que la señal EMG disminuye o se pierde. Cada SED se revisa con tres nervios. Estos datos se obtienen utilizando el dispositivo A (Tabla de materiales).

No. nervio5 s,2 s,Inmediatamente sin MTM,
Estado de amplitudEstado de amplitudEstado de amplitud
Nervio 1estable (3)estable (3)LOS (1)
Nervio 2estable (3)estable (3)47% de pérdida (2)
Nervio 3estable (3)estable (3)LOS (2)
MTM: maniobra de toque muscular; LOS: pérdida de señal; El número entre paréntesis es el número de pruebas

Tabla 2: Estudio de enfriamiento electrofisiológico (EP). Este es uno de los resultados del estudio de refrigeración EP. Cada distancia se examina tres veces hasta que la señal EMG disminuye o se pierde. En este experimento, también se examinan los MTM. Cada SED se revisa con tres nervios. Estos datos se obtienen utilizando el dispositivo A (Tabla de materiales).

Temperatura máxima de activación (°C)
HojaPrueba 1Prueba 2Prueba 4Prueba 5Máximo
Hoja entera74.773.572.374.177.4
Distancia de dispersión térmica lateral (en ambiente seco) (mm)
HojaPrueba 1Prueba 2Prueba 4Prueba 5Máximo
Hoja entera3.75.24.94.25.3
Un tercio de la hoja4.24.74.55.0#5.2#
Distancia de dispersión térmica lateral (en ambientes húmedos) (mm)
HojaPrueba 1Prueba 2Prueba 4Prueba 5Máximo
Hoja entera5.2*#4.3#6.74.6#6.7*#
Un tercio de la hoja3.9*#4.5#5.1#5.7*#5.7*#
* con humo; # con salpicaduras

Tabla 3: Estudio de activación termográfica (TG). Este es uno de los resultados del estudio de activación de TG. Cada activación se examina cinco veces bajo la cámara. Estos datos se obtienen utilizando el dispositivo A (Tabla de materiales).

Tiempo mínimo de enfriamiento (hasta 60 °C) sin MTM (s)
Prueba 1Prueba 2Prueba 3Prueba 4Prueba 5
65566
Temperatura de la hoja después de MTM (°C)
Prueba 1Prueba 2Prueba 3Prueba 4Prueba 5
66.444.765.361.551.8
Tiempo mínimo de enfriamiento (hasta 60 °C) con MTM (s)
Prueba 1Prueba 2Prueba 3Prueba 4Prueba 5
2-21-

Tabla 4: Estudio de enfriamiento termográfico (TG). Este es uno de los resultados del estudio de enfriamiento TG. Cada activación se examina cinco veces bajo la cámara y se registra el tiempo de enfriamiento. Estos datos se obtienen utilizando el dispositivo A (Tabla de materiales).

Parámetros de seguridad EPDispositivo A
Distancia de activación2 mm
Tiempo de enfriamiento2 $ s
Parámetros de seguridad TGDispositivo A
Temperatura de activación @77.4 °C
Distancia de dispersión térmica lateral
Estado seco: hoja entera (un tercio de cuchilla)5,3 mm (5,2# mm)
Estado húmedo: hoja entera (un tercio de la hoja)6,7 mm*# (5,7*# mm)
Tiempo de enfriamiento
sin MTM6 s
con MTM (Temperatura de la cuchilla después de MTM)2 s (66.4 °C)
$ Sin pérdida de señal EMG después de usar MTM para enfriar los SED; @ con hoja entera en ambiente seco;
* con humo; # con salpicaduras; MTM, maniobra de toque muscular

Tabla 5: Parámetros de seguridad electrofisiológicos (EP) y termográficos (TG). La tabla integró los parámetros de seguridad EP y TG evaluados en este estudio. Estos datos se obtienen utilizando el dispositivo A (Tabla de materiales).

Discusión

El desarrollo de los SEDs se basa en la expectativa de los cirujanos de tiroides de lograr una hemostasia efectiva durante la cirugía de tiroides. Sin embargo, la alta temperatura generada por SED es un factor de riesgo que no se puede ignorar. A medida que el uso de SED se vuelve más común, la lesión térmica de los nervios también se volverá más común. Por lo tanto, es responsabilidad de los cirujanos de tiroides que usan SED comprender cómo operar el equipo de manera segura. Sin embargo, no es aconsejable verificar los parámetros de seguridad a través de prueba y error repetidamente en humanos; Por lo tanto, se ha demostrado el valor de los experimentos con animales. Además, es necesario un proceso estandarizado para calificar y cuantificar los posibles efectos térmicos de los EDE15,17 para proporcionar al máximo a los cirujanos de tiroides pautas para realizar operaciones de manera segura.

En este estudio, varios pasos requieren más atención. En los estudios de electrofisioterapia, los agentes de bloqueo neuromuscular podrían interferir con las señales de EMG durante la monitorización neural y no se utilizaron durante la inducción y el mantenimiento de la anestesia. En los estudios TG, deben eliminarse las fuentes de calor distintas de las pruebas SED. Cuando las fuentes de calor no se pueden eliminar (por ejemplo, el área de activación para el estudio de enfriamiento o el músculo de la correa después de MTM), es necesario bloquear las fuentes de calor no probadas con una gasa. En los estudios TG, se debe confirmar que la temperatura de los DEE antes de la activación está dentro de la temperatura de referencia de fondo (25 ± 2 °C), de lo contrario, se debe tomar una medida de enfriamiento y se debe determinar que la cuchilla está seca antes de comenzar el experimento.

Varios estudios previos han contribuido a la definición de los parámetros de seguridad EP 15,37,38,39,40,41,42,43 y TG 31,32 de varios SED en estudios de activación y enfriamiento en varios modelos de cirugía tiroidea porcina. El protocolo actual no solo integra la experiencia pasada, sino que también optimiza y estandariza aún más el proceso. En el estudio EP, una vez que SED se activó sin una distancia crítica segura o un tiempo de enfriamiento seguro, los nervios enfrentaron lesiones irreversibles y rápidas. En el estudio TG, observamos el campo isotérmico de 60 °C y la producción de humo/salpicaduras. Los cirujanos pueden comprender mejor los patrones de propagación térmica en diferentes entornos de activación y diferentes rangos de agarre.

Este estudio todavía tiene algunas limitaciones. Primero, la temperatura en el ambiente no es la misma que en la sala de cirugía, y la temperatura del lechón no es la misma que la temperatura corporal de un humano. En segundo lugar, los resultados del modelo porcino pueden no ser aplicables a todas las prácticas clínicas humanas; El estudio experimental en animales no solo proporciona a los cirujanos información SED que no se puede obtener de los humanos, sino que también sirve como una valiosa plataforma de investigación para establecer información sobre lesiones térmicas para los SE recientemente desarrollados en el futuro. Esta información puede ayudar a los cirujanos a elegir instrumentos y estrategias quirúrgicas que puedan reducir la lesión térmica durante la cirugía de tiroides y paratiroides.

Este artículo demuestra el procedimiento estándar para usar experimentos con animales para que los cirujanos de tiroides puedan obtener una comprensión más completa de (1) la distancia de activación segura y el tiempo de enfriamiento para los SED, (2) la temperatura máxima generada por la activación de los SED, y (3) la propagación térmica lateral irregular y el humo / salpicaduras, que pueden dañar potencialmente el nervio.

Divulgaciones

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Agradecimientos

Este estudio fue apoyado por subvenciones del Hospital Universitario Médico de Kaohsiung, la Universidad Médica de Kaohsiung (KMUH109-9M44), el Hospital Municipal de Siaogang de Kaohsiung / Centro de Investigación de la Universidad Médica de Kaohsiung (KMHK-DK (C)110009, I-109-04, H-109-05, I-108-02) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST 109-2628-B-037-014, MOST 110-2314-B-037-104-MY2, MOST 110-2314-B-037-120), Taiwán.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Estimulación periódica automática (APS)Medtronic, Jacksonville, FL2.0 mm
Dispositivos avanzados de energía quirúrgica bipolar (SED)Medtronic, Minneapolis, MNDisector exacto LigaSure (Dispositivo A)Generador: Plataforma de energía Valleylab LS10
Ajuste de energía: Predeterminado
ElectrocauterioGenerador: Plataforma de energía ForceTriad
Ajuste de potencia: 30 vatios cerdos
Duroc-Landrace3– 4 meses de edad; pesando 18– 30 kg
Electromiografía (EMG) Tubo endotraqueal (ETT)Medtronic, Jacksonville, FL# 6 Tubo estándar NIM Electrodos de registro
SEDs ferromagnéticosDominio Quirúrgico, Salt Lake City, UtahFMwand, y FmsealerGenerador: FMX G1 Generator
Ajuste de potencia: FMwand (Max 45); FMsealer (Max 3)
SEDs híbridos
(SEDs ultrasónicas y bipolares avanzadas)		Olympus Co Inc, Tokio, JapónGeneradorThunderbeat: Generador de Thunderbeat ESG USG 400
Ajuste de potencia: SEAL& modo CUT (Nivel 1); Modo SEAL (Nivel 3)
Electrocauterio monopolar Generador: Plataforma de energía ForceTriad
Ajuste de potencia: 15 vatios
Sistema de Monitoreo de la Integridad Nerviosa (NIM) Medtronic, Jacksonville, FLNIM 3.0 Equipo de neuromonitorización intraoperatoria (IONM)
Sevoflurano1% a 2% para el mantenimiento de la anestesia
Tiletamina/Zolazepam2 mg/kg para la inducción de la anestesia
Cámara termográficaEzo Corp., TaiwánCámara térmica D4A (384x288 píxeles)Equipos de grabación de imágenes térmicas
SED ultrasónicasEthicon, Johnson and Johnson, Cincinnati, OHHarmonic Focus+Generador: Ethicon Endo-Surgery Generator G11
Ajuste de energía: Nivel 5
SEDs ultrasónicosMedtronic, Minneapolis, MNSonicision Generador: Generador reutilizable por sonicción
Ajuste de potencia: modo de potencia máxima (55 kHz)
bipolar de

Referencias

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