Waiting
Procesando inicio de sesión ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Intubação endotraqueal usando um endoscópio de intubação flexível como modelo padronizado para o manejo seguro das vias aéreas em suínos

Published: August 25, 2022 doi: 10.3791/63955
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Anesthesiology, University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University

ERRATUM NOTICE

Summary

O uso de porcos em pesquisas tem aumentado nos últimos anos. No entanto, os porcos são caracterizados pela anatomia difícil das vias aéreas. Ao demonstrar como realizar a intubação endotraqueal guiada endoscopicamente, o presente protocolo visa aumentar ainda mais a segurança dos animais de laboratório para evitar o sofrimento dos animais e a morte desnecessária.

Abstract

A intubação endotraqueal é muitas vezes um requisito básico para a pesquisa translacional em modelos suínos para várias intervenções que requerem uma via aérea segura ou altas pressões de ventilação. A intubação endotraqueal é uma habilidade desafiadora, exigindo um número mínimo de intubações endotraqueais bem-sucedidas para alcançar uma alta taxa de sucesso em condições ideais, o que muitas vezes é inatingível para pesquisadores não anestesiologistas. Devido à anatomia específica das vias aéreas suínas, uma via aérea difícil geralmente pode ser assumida. A impossibilidade de estabelecer uma via aérea segura pode resultar em ferimentos, eventos adversos ou morte do animal de laboratório. Usando uma abordagem de avaliação prospectiva, randomizada e controlada, demonstrou-se que a intubação endotraqueal assistida por fibra óptica leva mais tempo, mas tem uma taxa de sucesso de primeira passagem maior do que a intubação convencional sem causar quedas clinicamente relevantes na saturação de oxigênio. Este modelo apresenta um esquema padronizado para intubação endotraqueal guiada endoscopicamente, proporcionando uma via aérea segura, especialmente para pesquisadores que são inexperientes na técnica de intubação endotraqueal via laringoscopia direta. Espera-se que este procedimento minimize o sofrimento animal e as perdas desnecessárias de animais.

Introduction

A intubação endotraqueal é frequentemente um requisito básico para a pesquisa translacional em modelos suínos para várias intervenções que requerem uma via aérea segura ou altas pressões ventilatórias (como ventilação durante a ressuscitação cardiopulmonar1 ou síndrome do desconforto respiratório agudo2) ou exigem que o fluxo sanguíneo cerebral não seja comprometido por compressão interna por dispositivos de vias aéreas supraglóticas3 , que são ocasionalmente propagadas como alternativas no contexto de uma via aérea difícil prevista em suínos 4,5.

Embora a fisiologia pulmonar dos suínos apresente características semelhantes às dos seres humanos6, a fixação das vias aéreas é, por vezes, significativamente mais difícil7 devido a diferenças específicas na anatomia orotraqueal suína. O focinho de um porco tem uma abertura estreita com uma língua muito grande, a laringe é extremamente móvel e a epiglote é relativamente grande, com uma extremidade livre que se estende até o palato mole. Caudally, a laringe forma um ângulo obtuso com a traqueia. As cartilagens aritenóides são grandes8. A parte mais estreita da via aérea encontra-se no nível subglótico9, comparável à anatomia das vias aéreas de crianças10. Como a laringe em suínos é muito móvel, existe o risco de que a extremidade do tubo endotraqueal passe pelas pregas vocais, mas a laringe só seja deslocada caudalmente em até vários centímetros, o que pode ser confundido com uma intubação correta 8,11. Além disso, a intubação esofágica é um risco comum quando se lida com o manejo das vias aéreas suínas12.

As taxas de intubações endotraqueais difíceis ou impossíveis com impacto negativo correspondente no experimento ou mortalidade precoce não têm sido sistematicamente registradas, mas vários relatos de casos têm sido publicados13,14. Em humanos, existe a possibilidade de utilização de um endoscópio de intubação flexível no contexto de uma intubação convencional inesperadamente difícil15. Várias intubações falsas muitas vezes precedem essa medida. Essas repetidas tentativas de intubação estão associadas a eventos adversos em humanos16,17, especialmente complicações das vias aéreas 18. Tais eventos são deletérios em animais de teste, uma vez que, no caso mais simples, representam uma variável de confusão no experimento; na pior das hipóteses, podem levar à perda desnecessária do animal.

O presente estudo desenvolveu um modelo baseado nas diretrizes para o manejo difícil esperado das vias aéreas em humanos 15,19,20,21,22,23,24. Anteriormente, uma técnica semelhante foi descrita para o aprendizado da intubação por fibra óptica em estudos com humanos25,26. O protocolo apresentado neste relatório tem como objetivo fornecer um modelo de intubação padronizado e fácil de adaptar que também permita que especialistas não aéreos realizem intubação endotraqueal bem-sucedida e segura em suínos.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Os experimentos deste protocolo foram aprovados pelo Comitê Estadual e Institucional de Cuidados com os Animais (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Alemanha; aprovação nº G20-1-135). Os experimentos foram conduzidos seguindo as diretrizes do ARRIVE. No geral, 10 suínos machos anestesiados (Sus scrofa domestica) com peso médio de 30 kg ± 2 kg e 12-16 semanas de idade foram utilizados para o presente estudo.

1. Preparação animal

  1. Mantenha um ambiente normal para os animais para minimizar o estresse. Reter alimentos 6 h antes do experimento programado para diminuir o risco de aspiração, mas permitir o acesso à água.
  2. Sedato os suínos com uma injeção combinada de midazolam (0,5 mg/kg) e azaterona (2-3 mg/kg) (ver Tabela de Materiais) no músculo glúteo ou pescoço com uma agulha (20 G) para injeção intramuscular. Deixe os animais intactos até que a sedação se estabeleça (15-20 min).
    NOTA: Dependendo da regulamentação nacional, a administração de agentes sedativos pode estar sujeita a escrutínio e pode ou não exigir a supervisão de um veterinário treinado. Consulte as autoridades locais antes de planear as experiências.
  3. Transporte os animais sedados dos estábulos para o laboratório. O tempo de transporte não deve exceder o tempo de sedação adequado (aqui, 30-60 min). Garantir uma retenção de calor suficiente para que o animal não fique hipotérmico (ou seja, abaixo de 38 °C), por exemplo, cobrindo o corpo com um cobertor, dependendo da temperatura externa.
  4. Usando um sensor (ver Tabela de Materiais) preso à orelha ou cauda, monitore a saturação periférica de oxigênio (SpO2).
  5. Desinfete a pele com um desinfetante (alcoólatra) antes de inserir uma cânula venosa periférica (22 G) em uma veia da orelha. Pulverize a área, limpe uma vez, depois pulverize novamente e deixe o desinfetante secar. Prenda a cânula auricular com um band-aid (Ver Tabela de Materiais).

2. Anestesia e ventilação mecânica

  1. Administrar analgesia através de uma injeção intravenosa de 4 μg/kg de fentanil. Induzir anestesia com uma injeção intravenosa de 3 mg/kg de propofol (ver Tabela de Materiais).
    NOTA: Devido à aplicação em bolus, a droga inunda rapidamente o compartimento ativo, proporcionando um rápido início de anestesia profunda.
  2. Coloque o porco em uma maca em decúbito dorsal e fixe-o com ataduras. Aplicar relaxante muscular através de uma injeção intravenosa de 0,5 mg/kg de atracúrio (ver Tabela de Materiais).
  3. Inicie instantaneamente a ventilação não invasiva através de uma máscara de ventilação para cães (ver Tabela de Materiais) ou modelos semelhantes. Para garantir um ajuste apertado da máscara, coloque a eminência tenar e os polegares de ambas as mãos em cima da máscara enquanto realiza o impulso da mandíbula com os dedos restantes.
    NOTA: Parâmetros ventilatórios: FiO 2 (fração inspiratória de oxigênio) = 100%, pressão inspiratória de pico = <20cmH 2 0, frequência respiratória = 18-20 respirações/min, PEEP (pressão expiratória final positiva) = 5 cmH2 0.
  4. Manter a anestesia através de infusão contínua de 0,1-0,2 mg/kg/h de fentanil e 8-12 mg/kg/h de propofol. Comece a infundir com 5 mL/kg/h de solução eletrolítica balanceada (ver Tabela de Materiais) continuamente. Manter constantemente uma profundidade adequada de anestesia.
    NOTA: Os parâmetros substitutos para isso são a ausência de movimento, a falta de esforços respiratórios próprios após a intubação e a ausência de um aumento súbito da frequência cardíaca. Se possível, evite o relaxamento muscular permanente para permitir reações motoras como um sinal de profundidade insuficiente da anestesia.

3. Intubação endotraqueal

  1. Tenha um assistente no lado esquerdo da cabeça. Peça à mão esquerda do assistente que abra a boca e aperte a língua para fora e saia com uma compressa. Peça ao assistente para pressionar o lábio superior direito com o dedo indicador direito para proporcionar uma melhor abertura da boca.
  2. Realizar laringoscopia direta. Para fazer isso, insira o laringoscópio (consulte Tabela de Materiais) no lado direito da boca e empurre-o para a frente enquanto empurra a língua para a esquerda. Avance a ponta do laringoscópio até que ele descanse na valécula epiglótica.
    NOTA: A epiglote geralmente obscurece a glote aderindo ao palato mole.
  3. Empurre cuidadosamente a epiglote para o lado com um fio guia de tubo (ver Tabela de Materiais) com um movimento suave de colagem do recesso piriforme direito para a esquerda ao longo do palato mole.
  4. Passe a alça do laringoscópio para o assistente para fixá-lo na posição atual.
  5. Agora, pegue o endoscópio de intubação flexível no qual um tubo endotraqueal já foi montado e que está conectado a um monitor de vídeo. Insira o endoscópio por via oral e avance-o sobre a base da língua até que a glote seja visualizada.
    NOTA: Para evitar o embaçamento da câmera, recomenda-se a aplicação prévia de agentes antiembaçantes (consulte Tabela de materiais).
  6. Avançar o endoscópio entre os ligamentos vocais para a traqueia. Confirme a anatomia da traqueia identificando visualmente os anéis cartilaginosos e a pars membranacea. Avance o endoscópio até que ele descanse acima da carina. Tente não tocar a mucosa sensível com a ponta do endoscópio para evitar inchaço e sangramento.
  7. Enquanto mantém a posição do endoscópio, avance o tubo endotraqueal até que ele se torne visível na imagem da câmera.
    NOTA: Se o tubo endotraqueal não pode ser avançado através do plano glótico, existe a possibilidade de que ele tenha ficado preso na cartilagem aritenóidea. Neste caso, o tubo endotraqueal deve ser retirado 1 cm e girado em 90° antes de avançar suavemente novamente. Se necessário, esta manobra pode ser repetida. Calibres semelhantes de endoscópio de intubação flexível e tubo endotraqueal podem minimizar o risco de ocorrência desse problema. Se o tubo endotraqueal não puder ser avançado apesar dessa manobra, é provável que a estreiteza subglótica - a parte mais estreita da laringe suína - não possa ser ultrapassada. Neste caso, um tamanho menor do tubo endotraqueal precisa ser selecionado. Tubos endotraqueais regulares comercialmente disponíveis nos tamanhos 6,5 cm ou 7,0 cm ID devem ser capazes de passar pela glote, desde que não haja anormalidades anatômicas. Os requisitos de tamanho do tubo endotraqueal variam dependendo do tamanho e da raça do leitão.
  8. Retire o endoscópio de intubação flexível, mantendo a posição do tubo endotraqueal.
  9. Usando uma seringa de 10 mL, insufle o manguito com 10 mL de ar. Controle a pressão do manguito com um gerenciador de manguito (valor-alvo: 30 cmH2O, consulte Tabela de Materiais).
  10. Confirmar a correta colocação do tubo endotraqueal e ventilação adequada por exalação periódica e regular de dióxido de carbono via capnografia24 e ventilação frente e verso via ausculta 15.
  11. Iniciar a ventilação mecânica após a conexão do tubo com um ventilador (PEEP = 5 cmH 2 O, frequência respiratória = variável para atingir um CO 2 final de maré de <6 kPa, geralmente 30-50 min−1, FiO 2 = 0,4, I:E (relação inspiração-expiração) = 1:2, volume corrente = 6-8 mL/kg).
  12. Expandir a monitorização (por exemplo, o estabelecimento de uma medida da pressão arterial intra-arterial, a instalação de um cateter arterial venoso ou pulmonar central27) ou continuar com a intervenção.
    NOTA: Dependendo da questão dos experimentos futuros, definir valores-limite para os parâmetros vitais e opções de intervenção e estabelecer o monitoramento de acordo com o protocolo de estudo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

A intubação endotraqueal foi realizada em 10 suínos machos (idade de 12 a 16 semanas, peso 30 kg ± 3 kg) em um ambiente de estudo prospectivo, randomizado e controlado. Os suínos foram randomizados em dois grupos: um foi convencionalmente intubado laringoscopicamente (grupo IC), e o outro grupo foi intubado assistido por meio de endoscópio de intubação flexível, conforme descrito no protocolo (grupo FIE). A atribuição do grupo foi feita puxando envelopes lacrados. O investigador foi designado aleatoriamente em uma base diária.

O estudo foi realizado por internos anestesiológicos com mais de 3 anos de experiência em anestesia, profundo conhecimento do manejo das vias aéreas em humanos e menos de 7 meses de experiência em intubação endotraqueal em suínos, com uma enfermeira anestésica auxiliando a intubação e avaliando os dados (n = 2, idade: 33 anos ± 1 ano, experiência em intubação endotraqueal em humanos: >1.000, intubação de fibra óptica acordada em humanos: >100).

O grupo FIE foi submetido à intubação assistida por fibra óptica, conforme descrito no protocolo acima. O grupo IC foi tratado de forma idêntica ao grupo FIE até a etapa 3.2 do protocolo. Depois disso, a seguinte alteração foi feita. Após a inserção do laringoscópio na valécula epiglótica, o examinador empurrou a epiglote para o lado com um tubo endotraqueal, no qual havia sido inserido um fio guia do tubo, com um movimento suave de deslizamento do recesso piriforme direito para a esquerda ao longo do palato mole. Posteriormente, esse tubo endotraqueal foi avançado entre os ligamentos vocais e a traqueia. O fio-guia foi retirado pelo assistente, o manguito do tubo endotraqueal foi insuflado com seringa de 10mL e a ventilação mecânica foi iniciada.

Se a saturação caísse abaixo de SpO2 93% ou ocorresse mau posicionamento do esôfago, a tentativa de intubação era descontinuada e a ventilação com máscara era realizada por 3 min. Após três tentativas fracassadas, o praticante teve que mudar o procedimento. O tempo foi contado para cada ensaio desde o início da laringoscopia.

O desfecho primário foi o sucesso da intubação na primeira tentativa. Os desfechos secundários foram o tempo de intubação, medido como o tempo entre o início da laringoscopia e a detecção de CO2 no ventilador, a necessidade de mudança do procedimento e a avaliação da via aérea por meio da escala de porcentagem de abertura glótica (POGO).

As análises estatísticas foram realizadas utilizando software comercialmente disponível (ver Tabela de Materiais). A distribuição normal foi examinada pelo teste de Kolmogorov-Smirnoff28. Se uma distribuição normal fosse determinada, as diferenças entre os grupos eram analisadas por meio do teste t de amostras independentes29 ou do teste U de Mann-Whitney30 para a versão não paramétrica. Os dados são apresentados como média (± desvio padrão). As correlações dos dados em escala ordinal foram examinadas utilizando-se o coeficiente de correlação de Spearman31. Assumiu-se um nível de significância de p < 0,05. Todos os testes foram realizados com intenção exploratória; portanto, os valores de p são descritivos. No entanto, p < 0,05 foi aceito como indicativo de significância estatística.

O grupo FIE mostrou uma tendência a uma maior taxa de sucesso na primeira tentativa do que o grupo IC (100% vs. 60%); no geral, foram necessárias menos tentativas de intubação no grupo FIE (1,0 ± 0 vs. 1,4 ± 0,548, p = 0,310) (Figura 1). Em nenhum caso a saturação caiu abaixo de 93%, por isso não houve necessidade de mudar o procedimento. Uma segunda tentativa de intubação foi necessária porque a passagem do estreitamento subglótico não foi possível suavemente (n = 1) e por causa da má posição esofágica (n = 1).

No geral, as tentativas de intubação bem-sucedidas levaram significativamente mais tempo no grupo FIE do que no grupo IC (71,2 s ± 18,336 s vs. 36,8 s ± 18,472 s, p = 0,018). De modo geral, a glote foi de fácil visualização, com boa visibilidade (GPO: 77% ± 27,1%), sem diferenças entre os grupos (FIE 86% ± 26,077% vs. IC 68% ± 27,749%, p = 0,513). No grupo de intubação convencional (IC), foram necessárias mais tentativas de intubação endotraqueal, mas isso não foi estatisticamente significativo (1,0 ± 0 vs. 1,4 ± 0,548, p = 0,310). No grupo de intubação guiada endoscopicamente (FIE), demorou significativamente mais tempo para que o CO 2 fosse detectado no ventilador (71,2 s ± 18,336 s vs. 36,8 s ± 18,472 s, p = 0,018) (Figura 2).

Figure 1
Figura 1: Número de tentativas de intubação na comparação de grupos. Para o grupo que foi intubado usando um endoscópio de intubação flexível, todas as tentativas de intubação foram bem-sucedidas; no grupo que foi convencionalmente intubado, foi necessária uma média de 1,4 tentativas antes que o tubo endotraqueal pudesse ser colocado corretamente. As barras de erro mostram o desvio padrão. n = 5 (para cada grupo). Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: Tempo até a detecção de CO2 na comparação de grupos. Para o grupo que foi intubado usando um endoscópio de intubação flexível, demorou significativamente mais tempo até que o CO2 da maré final pudesse ser detectado, representado como média e desvio padrão. n = 5 (para cada grupo). Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Em estudos anteriores, nosso grupo de pesquisa já descreveu detalhes específicos sobre os benefícios translacionais do modelo suíno 2,27,32,33. Geralmente, a redução do nível de estresse do animal e a dor desnecessária devem ser parte integrante de qualquer protocolo de estudo e é fundamental para gerar dados reprodutíveis de forma confiável. Portanto, a intubação guiada endoscopicamente acordada do porco com uma via aérea difícil esperada não é uma opção.

Deve-se ressaltar que a indução e a manutenção da anestesia em modelos animais de grande porte só devem ser realizadas por pessoal especialmente treinado ou sob sua vigilância direta. O não cumprimento desta regra ao planejar e conduzir tais experimentos pode resultar em lesão, dor, estresse, ansiedade ou morte relevantes para o animal. O posicionamento correto do porco é necessário para garantir ventilação suficiente, laringoscopia adequada e intubação bem-sucedida. A posição supina facilita o fácil acesso ao protocolo de manejo das vias aéreas apresentado e permite posterior instrumentação, se necessário, sem reposicionamento do animal8.

Embora várias tentativas de intubação precisem ser evitadas, é crucial retomar a ventilação com máscara no caso de uma tentativa de intubação fracassada. Recomenda-se a interrupção da tentativa de intubação quando a saturação de oxigênio diminui abaixo de 93%. A pré-oxigenação através da ventilação por máscara deve ser realizada conforme descrito acima para fornecer uma reserva de oxigênio suficiente.

Para permitir que o tubo endotraqueal seja avançado o mais suavemente possível após a abertura glótica, um salto de calibre excessivo entre o endoscópio e o tubo deve ser evitado. Caso contrário, há maior risco de se pegar nas grandes cartilagens aritenóides8. A intubação endotraqueal assistida por endoscópio de intubação flexível leva significativamente mais tempo, mas tem uma taxa de sucesso de primeira tentativa mais alta. Os autores atribuem a falta de significância estatística da taxa de sucesso na primeira tentativa de intubação ao pequeno número de casos. De acordo com a experiência dos autores, as intubações falsas são um risco comum, em particular se os não anestesiologistas realizarem a intubação em treinamento (por exemplo, estudantes de doutorado). A intubação esofágica, ocorrida uma vez no coletivo de estudo aqui apresentado, foi possível porque o tubo endotraqueal cobriu completamente a visão da glote sob laringoscopia direta devido à relativa estreiteza das vias aéreas após a inserção no campo de visão. Em ambas as tentativas inicialmente malsucedidas, o intubador foi capaz de criar melhores condições de intubação através do reposicionamento do laringoscópio.

O aumento da duração não teve significância clínica nesta coorte. Em nenhum momento o critério de término – uma saturação inferior a 93% – foi atingido. Isso é mostrado nos resultados porque uma mudança de procedimento era desnecessária a qualquer momento. A ventilação prévia adequada da máscara é um passo crítico para permitir tempo suficiente para a colocação do tubo endotraqueal de fibra óptica para evitar a dessaturação rápida34. Esses resultados são consistentes com estudos anteriores comparando intubação convencional e intubações endoscopicamente assistidas com provedores inexperientes35. Atribuímos a duração prolongada da intubação por fibra óptica ao fato de que primeiro deve-se reorientar novamente após a inserção, enquanto que com a intubação convencional, deve-se manter uma visão da glote. Também é importante evitar o contato com a mucosa com o endoscópio de intubação flexível durante o avanço. Isso requer manobras corretivas ocasionais. Por último, mas não menos importante, após a colocação bem-sucedida, é necessária a retração do endoscópio relativamente longo, o que aumenta ligeiramente o tempo para a detecção de CO2 .

A limitação dos resultados apresentados é que os participantes que conduziram o estudo eram anestesiologistas com alto nível de especialização em vias aéreas. Para os resultados representativos, optou-se pelo coletivo deste estudo como pesquisadores para evitar variáveis de confusão por meio de efeitos de aprendizagem36. Mais de 50 intubações endotraqueais bem-sucedidas são necessárias em humanos para alcançar uma taxa de sucesso de mais de 90%37. Esses números são regularmente impossíveis de realizar para os não-anestesiologistas.

Em comparação com os seres humanos, é provável que os suínos tenham vias aéreas difíceis 7,8,9. Uma taxa de falha ainda maior do que nesses resultados poderia ser esperada para os não anestesiologistas. Em comparação com a curva de aprendizado para a intubação endotraqueal em humanos, a aprendibilidade para a intubação endoscópica flexível em suínos parece mais acessível35. Também tem a vantagem, em comparação com a laringoscopia convencional, de que um supervisor pode reconhecer imediatamente a falha da intubação, desde que um monitor de vídeo seja usado. Portanto, recomenda-se a utilização de um monitor de alta resolução conectado ao endoscópio de intubação flexível, principalmente quando se utiliza essa técnica pela primeira vez. Isso torna a supervisão muito mais fácil e aumenta o efeito de aprendizagem para a pessoa que a realiza, uma vez que o supervisor pode moderar a técnica sem assumir a tarefa por conta própria. No caso da intubação esofágica, complicação mais comum12, o problema muitas vezes só se torna aparente após a ventilação do estômago por meio de uma curva de capnografia ausente, pois a ausculta pode ser falsamente positiva38. Um estômago inchado, por sua vez, tem a desvantagem em humanos de que a capacidade residual funcional é reduzida como resultado, e tentativas subsequentes de intubação podem levar a uma queda mais rápida na saturação39.

Na experiência dos autores, a ventilação adequada com máscara é facilmente viável em suínos. No entanto, a taxa de eventos adversos aumenta significativamente após múltiplas tentativas fracassadas16, e também a própria intubação endotraqueal torna-se cada vez mais difícil após várias tentativas40. Ao contrário do que ocorre em humanos, o manejo alternativo das vias aéreas utilizando dispositivos de vias aéreas extraglóticas ou a reversão para a respiração espontânea15 não é razoável, dependendo do desenho do estudo. Portanto, o menor número de tentativas de intubação endotraqueal para proteger a via aérea deve ser sempre visado.

Em contraste com a aprendizagem bastante difícil considerando a intubação endotraqueal convencional, a intubação endotraqueal usando um endoscópio de intubação flexível é erroneamente considerada difícil de aprender41. Até onde os autores sabem, a curva de aprendizado para a intubação endotraqueal utilizando um endoscópio de intubação flexível com o auxílio de um laringoscópio em pacientes anestesiados nunca foi sistematicamente investigada. Johnson et al.42 mostraram em pesquisa sistemática que 10 intubações endotraqueais guiadas endoscopicamente acordadas são suficientes para realizar uma endoscopia de intubação segura e satisfatória em humanos. No entanto, isso se aplica a pacientes acordados que respiram espontaneamente, que trazem seus próprios níveis de dificuldade (sedação adequada, o desejo pronunciado de tossir, alterações tumorais no trato respiratório superior, etc.). Cook et al.36 chegaram a uma conclusão semelhante. Na ausência dessas circunstâncias agravantes, uma curva de aprendizado ainda mais acentuada é esperada em suínos anestesiados sem outras patologias relevantes das vias aéreas. A curva de aprendizado em humanos se achata visivelmente a partir da quinta intubação (Cook et al.36, Johnson et al.42). Esta é uma curva de aprendizado muito mais íngreme do que com a intubação convencional.

Ruemmler et al.35 foram capazes de mostrar que a intubação endotraqueal assistida endoscopicamente é um procedimento relativamente fácil de realizar para iniciantes guiados após uma breve introdução. Os novatos foram ainda mais rápidos nas intubações endotraqueais guiadas endoscopicamente do que os anestesiologistas do estudo aqui apresentado. Os novatos conseguiram proteger as vias aéreas de forma independente em todos os casos, enquanto necessitaram de ajuda em 13% dos casos com intubação endotraqueal convencional. A intubação endotraqueal assistida por endoscópio flexível representa, portanto, uma alternativa segura à intubação endotraqueal convencional que é significativamente menos invasiva do que, por exemplo, a traqueostomia transcutânea com respiração espontânea, que foi apresentada em estudos anteriores43. Uma vez que as possibilidades de aplicação adequada de oxigênio sob respiração espontânea são baixas devido à complacência limitada em suínos, os autores deste relatório acreditam que a intubação endotraqueal assistida endoscopicamente é a variante mais segura do manejo alternativo das vias aéreas em suínos se um tubo endotraqueal for necessário. Embora nem todos os grupos de pesquisa possam ter acesso a endoscópios de intubação flexíveis ou a capacidade de usá-los, aqueles que o fazem podem fornecer mais segurança animal. Os desafios econômicos da aquisição de endoscópios de intubação flexíveis de uso único, por exemplo, geralmente são superados pela prevenção de perdas de animais durante um teste em andamento e pelo potencial de reutilizá-los durante vários ensaios.

Este protocolo experimental fornece um procedimento padronizado para intubação endotraqueal assistida endoscopicamente em suínos. Essa configuração permite o manejo seguro das vias aéreas para vários experimentos que requerem intubação endotraqueal. Isso pode ajudar a reduzir o sofrimento dos animais e a probabilidade de perdas desnecessárias.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

O endoscópio de intubação flexível e seus acessórios foram fornecidos incondicionalmente pelo fabricante apenas para fins de pesquisa. Os autores declaram não haver mais conflitos de interesse financeiros ou outros.

Acknowledgments

Os autores querem agradecer a Dagmar Dirvonskis por seu excelente suporte técnico.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ambu aScope Regular Ambu GmbH, Medizinprodukte, Bad Nauheim, Germany Disposable fiber optic outer diameter 5 mm
Ambu aView Monitor Ambu GmbH, Medizinprodukte, Bad Nauheim, Germany monitor
Atracurium Hikma 50 mg/5mL Hikma Pharma GmbH, Martinsried atracurium
Azaperone (Stresnil) 40mg/mL Lilly Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany azaperone
BD Discardit II Spritze 2, 5, 10, 20 mL Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain syringe
BD Luer Connecta Becton Dickinson Infusion Therapy, AB Helsingborg, Schweden 3-way-stopcock
BD Microlance 3 20 G Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain cannula
Curafix i.v. classics Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Germany Cannula retention dressing
Engström Carestation GE Heathcare, Madison USA ventilator
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL Janssen-Cilag GmbH, Neuss fentanyl
Führungsstab, Durchmesser 4.3 Rüsch endotracheal tube introducer
IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20 IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20.0. Armonk, NY: IBM Corp.) Statistical software
Incetomat-line 150 cm Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH perfusor line
Intrafix Primeline B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany Infusion line
JOZA Einmal Nitril Untersuchungshandschuhe JOZA, München, Germany disposable gloves
Laryngoscope, 45.48.50, KL 2000 Medicon Laryngoscope handle
Littmann Classic III Stethoscope 3M Deutschland GmbH, Neuss, Germany stethoscope
Luer Lock B.Braun Melsungen AG, Germany
Maimed Vlieskompresse Maimed GmbH, Neuenkirchen, Germany Fleece compress to fix the tongue
Masimo LNCS Adtx SpO2 sensor Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA saturation clip for the tail
Masimo LNCS TC-I SpO2 ear clip sensor Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA Saturation clip for the ear
Masimo Radical 7 Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA periphereal oxygen saturation
Midazolam 15 mg/3 mL Hameln Pharma GmbH, Hameln, Germany midazolam
Midmark Canine Mask Small Plastic with Diaphragm FRSCM-0005 Midmark Corp., Dayton, Ohio, USA dog ventilation mask
Octeniderm farblos Schülke & Mayr GmbH, Nordenstedt, Germany Alcoholic disinfectant
Original Perfusor syringe 50 mL B.Braun Melsungen AG, Germany perfusor syringe
Perfusor FM Braun B.Braun Melsungen AG, Germany syringe pump
Propofol 2% 20 mg/mL (50 mL flasks) Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH propofol
RÜSCH Führungsstab für Endotrachealtubus (ID 5.6 mm) Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia PVC coated tube guiding wire
Rüschelit Super Safety Clear >ID 6/6.5 /7.0 mm Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia endotracheal tube
Stainless Macintosh Größe 4 Welch Allyn69604 blade for laryngoscope
Sterofundin B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany Balanced electrolyte solution
Ultrastop Antibeschlagmittel bottle with dropper 25 mL Sigmapharm Arzneimittel GmbH, Wien, Austria Antifog agent
Vasofix Safety 22 G-16 G B.Braun Melsungen AG, Germany venous catheter
VBM Cuff Manometer VBM Medizintechnik GmbH, Sulz a.N., Germany cuff pressure gauge
Zelette Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Germany Tissue swab

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kleinman, M. E., Oh, W., Stonestreet, B. S. Comparison of intravenous and endotracheal epinephrine during cardiopulmonary resuscitation in newborn piglets. Critical Care Medicine. 27 (12), 2748-2754 (1999).
  2. Rissel, R., et al. Bronchoalveolar lavage and oleic acid-injection in pigs as a double-hit model for acute respiratory distress syndrome (ARDS). Journal of Visualized Experiments. (159), e61358 (2020).
  3. Segal, N., et al. Impairment of carotid artery blood flow by supraglottic airway use in a swine model of cardiac arrest. Resuscitation. 83 (8), 1025-1030 (2012).
  4. Goldmann, K., Kalinowski, M., Kraft, S. Airway management under general anaesthesia in pigs using the LMA-ProSeal: A pilot study. Veterinary Anaesthesia and Analgesia. 32 (5), 308-313 (2005).
  5. Wemyss-Holden, S. A., Porter, K. J., Baxter, P., Rudkin, G. E., Maddern, G. J. The laryngeal mask airway in experimental pig anaesthesia. Lab Animal. 33 (1), 30-34 (1999).
  6. Kobayashi, E., Hishikawa, S., Teratani, T., Lefor, A. T. The pig as a model for translational research: overview of porcine animal models at Jichi Medical University. Transplantation Research. 1 (1), 8 (2012).
  7. Judge, E. P., et al. Anatomy and bronchoscopy of the porcine lung. A model for translational respiratory medicine. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 51 (3), 334-343 (2014).
  8. Dondelinger, R. F., et al. Relevant radiological anatomy of the pig as a training model in interventional radiology. European Radiology. 8 (7), 1254-1273 (1998).
  9. Nickel, R., Schummer, A., Seiferle, E. Lehrbuch der Anatomie der Haustiere, Band I: Bewegungsapparat. , Parey. Singhofen, Germany. (2003).
  10. Wani, T. M., Rafiq, M., Akhter, N., AlGhamdi, F. S., Tobias, J. D. Upper airway in infants-A computed tomography-based analysis. Paediatric Anaesthesia. 27 (5), 501-505 (2017).
  11. Chum, H., Pacharinsak, C. Endotracheal intubation in swine. Lab Animal. 41 (11), 309-311 (2012).
  12. Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Göttingen minipig: Intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), e2652 (2011).
  13. Steinbacher, R., von Ritgen, S., Moens, Y. P. S. Laryngeal perforation during a standard intubation procedure in a pig. Laboratory Animals. 46 (3), 261-263 (2012).
  14. Iliff-Sizemore, S. A., Chrisp, C. E., Rush, H. G. Peritracheolaryngeal abscess: An iatrogenic complication of endotracheal intubation in swine. Laboratory Animal Science. 39 (5), 455-458 (1989).
  15. Piepho, T., et al. S1 guidelines on airway management. Der Anaesthesist. 64 (11), 859-873 (2015).
  16. Mort, T. C. Emergency tracheal intubation: Complications associated with repeated laryngoscopic attempts. Anesthesia & Analgesia. 99 (2), 607-613 (2004).
  17. Hasegawa, K., et al. Association between repeated intubation attempts and adverse events in emergency departments: An analysis of a multicenter prospective observational study. Annals of Emergency Medicine. 60 (6), 749-754 (2012).
  18. Martin, L. D., Mhyre, J. M., Shanks, A. M., Tremper, K. K., Kheterpal, S. 3,423 emergency tracheal intubations at a university hospital: airway outcomes and complications. Anesthesiology. 114 (1), 42-48 (2011).
  19. Ahmad, I., et al. Difficult Airway Society guidelines for awake tracheal intubation (ATI) in adults. Anaesthesia. 75 (4), 509-528 (2020).
  20. Frerk, C., et al. Difficult Airway Society 2015 guidelines for management of unanticipated difficult intubation in adults. British Journal of Anaesthesia. 115 (6), 827-848 (2015).
  21. Cook, T. M., et al. Consensus guidelines for managing the airway in patients with COVID-19: Guidelines from the Difficult Airway Society, the Association of Anaesthetists the Intensive Care Society, the Faculty of Intensive Care Medicine and the Royal College of Anaesthetists. Anaesthesia. 75 (6), 785-799 (2020).
  22. Kornas, R. L., Owyang, C. G., Sakles, J. C., Foley, L. J., Mosier, J. M. Evaluation and management of the physiologically difficult airway: Consensus recommendations from Society for Airway Management. Anesthesia & Analgesia. 132 (2), 395-405 (2021).
  23. Higgs, A., et al. Guidelines for the management of tracheal intubation in critically ill adults. British Journal of Anaesthesia. 120 (2), 323-352 (2018).
  24. Apfelbaum, J. L., et al. American Society of Anesthesiologists Practice Guidelines for Management of the Difficult Airway. Anesthesiology. 136 (1), 31-81 (2022).
  25. Doyle, D. J. GlideScope-assisted fiberoptic intubation: A new airway teaching method. Anesthesiology. 101 (5), 1252 (2004).
  26. Lenhardt, R., et al. Is video laryngoscope-assisted flexible tracheoscope intubation feasible for patients with predicted difficult airway? A prospective, randomized clinical trial. Anesthesia & Analgesia. 118 (6), 1259-1265 (2014).
  27. Ruemmler, R., Ziebart, A., Garcia-Bardon, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K. Standardized model of ventricular fibrillation and advanced cardiac life support in swine. Journal of Visualized Experiments. (155), e60707 (2020).
  28. Dodge, Y. Kolmogorov-Smirnov Test. The Concise Encyclopedia of Statistics. , Springer. New York, NY. 283-287 (2008).
  29. Ross, A., Willson, V. L. Independent Samples T-test. Basic and Advanced Statistical Tests: Writing Results Sections and Creating Tables and Figures. , SensePublishers. Rotterdam, The Netherlands. 13-16 (2017).
  30. Mann, H. B., Whitney, D. R. On a test of whether one of two random variables is stochastically larger than the other. The Annals of Mathematical Statistics. 18 (1), 50-60 (1947).
  31. Spearman, C. The proof and measurement of association between two things. American Journal of Psychology. 100 (3-4), 441-471 (1987).
  32. Ziebart, A., et al. Standardized hemorrhagic shock induction guided by cerebral oximetry and extended hemodynamic monitoring in pigs. Journal of Visualized Experiments. (147), e59332 (2019).
  33. Kamuf, J., et al. Oleic acid-injection in pigs as a model for acute respiratory distress syndrome. Journal of Visualized Experiments. (140), e57783 (2018).
  34. Kurita, T., Kawashima, S., Morita, K., Nakajima, Y. Assessment of the benefits of head-up preoxygenation using near-infrared spectroscopy with pulse oximetry in a swine model. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 35 (1), 155-163 (2021).
  35. Ruemmler, R., Ziebart, A., Ott, T., Dirvonskis, D., Hartmann, E. K. Flexible fibreoptic intubation in swine - Improvement for resident training and animal safety alike. BMC Anesthesiology. 20 (1), 206 (2020).
  36. Cook, J. A., Ramsay, C. R., Fayers, P. Using the literature to quantify the learning curve: A case study. International Journal of Technology Assessment in Health Care. 23 (2), 255-260 (2007).
  37. Buis, M. L., Maissan, I. M., Hoeks, S. E., Klimek, M., Stolker, R. J. Defining the learning curve for endotracheal intubation using direct laryngoscopy: A systematic review. Resuscitation. 99, 63-71 (2016).
  38. Knapp, S., et al. The assessment of four different methods to verify tracheal tube placement in the critical care setting. Anesthesia & Analgesia. 88 (4), 766-770 (1999).
  39. Schmidt, R. F. Physiologie des Menschen. 31, Springer. New York, NY. (2010).
  40. Eberlein, C. M., Luther, I. S., Carpenter, T. A., Ramirez, L. D. First-pass success intubations using video laryngoscopy versus direct laryngoscopy: A retrospective prehospital ambulance service study. Air Medical Journal. 38 (5), 356-358 (2019).
  41. Lohse, J., Noppens, R. Awake video laryngoscopy - An alternative to awake fiberoptic intubation. Anasthesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin, Schmerztherapie. 51 (11-12), 656-663 (2016).
  42. Johnson, C., Roberts, J. T. Clinical competence in the performance of fiberoptic laryngoscopy and endotracheal intubation: A study of resident instruction. Journal of Clinical Anesthesia. 1 (5), 344-349 (1989).
  43. Geovanini, G. R., Pinna, F. R., Prado, F. A., Tamaki, W. T., Marques, E. Standardization of anesthesia in swine for experimental cardiovascular surgeries. Revista Brasileira de Anestesiologia. 58 (4), 363-370 (2008).

Tags

Medicina Edição 186 Gestão das vias aéreas suíno modelo animal intubação endotraqueal fibra óptica

Erratum

Formal Correction: Erratum: Endotracheal Intubation Using a Flexible Intubation Endoscope As a Standardized Model for Safe Airway Management in Swine
Posted by JoVE Editors on 04/03/2023. Citeable Link.

An erratum was issued for: Endotracheal Intubation Using a Flexible Intubation Endoscope As a Standardized Model for Safe Airway Management in Swine. The Protocol, Representative Results, and Discussion sections were updated.

In the Protocol, step 1.5 was updated from:

Disinfect the skin with a disinfectant (alcoholic) before inserting a peripheral vein cannula (22 G) into an ear vein. Spray the area, wipe once, then spray again, and allow the disinfectant to dry.

to:

Disinfect the skin with a disinfectant (alcoholic) before inserting a peripheral vein cannula (22 G) into an ear vein. Spray the area, wipe once, then spray again, and allow the disinfectant to dry. Secure the ear cannula with a band-aid (See Table of Materials).

In the Protocol, step 3.7 was updated from:

While maintaining the position of the endoscope, advance the endotracheal tube until it becomes visible in the camera image.
NOTE: If the endotracheal tube cannot be advanced through the glottic plane, there is a possibility that it has become caught on the arytenoid cartilage. In this case, the endotracheal tube must be withdrawn 1 cm and rotated by 90° before gently advancing again. If necessary, this maneuver can be repeated. Similar calibers of flexible intubation endoscope and endotracheal tube can minimize the risk of this issue occurring. If the endotracheal tube cannot be advanced despite this maneuver, it is likely that the subglottic narrowness-the narrowest part of the porcine larynx-cannot be passed. In this case, a smaller endotracheal tube size needs to be selected. Regular commercially available endotracheal tubes in sizes 6.5 cm or 7.0 cm ID should be able to pass the glottis as long as no anatomic abnormalities are present.

to:

While maintaining the position of the endoscope, advance the endotracheal tube until it becomes visible in the camera image.
NOTE: If the endotracheal tube cannot be advanced through the glottic plane, there is a possibility that it has become caught on the arytenoid cartilage. In this case, the endotracheal tube must be withdrawn 1 cm and rotated by 90° before gently advancing again. If necessary, this maneuver can be repeated. Similar calibers of flexible intubation endoscope and endotracheal tube can minimize the risk of this issue occurring. If the endotracheal tube cannot be advanced despite this maneuver, it is likely that the subglottic narrowness-the narrowest part of the porcine larynx-cannot be passed. In this case, a smaller endotracheal tube size needs to be selected. Regular commercially available endotracheal tubes in sizes 6.5 cm or 7.0 cm ID should be able to pass the glottis as long as no anatomic abnormalities are present. Endotracheal tube size requirements vary depending on the piglet size and breed.

In the Representative Results, the sixth paragraph was updated from:

Statistical analyses were performed using commercially available software (see Table of Materials). Normal distribution was examined using the Kolmogorov-Smirnoff test28. If a normal distribution was determined, group differences were analyzed using t-tests of independent samples29 or the Mann-Whitney U test30 for the non-parametric version. Data are presented as mean (± standard deviation). Correlations of ordinal-scale data were examined using Spearman's correlation coefficient31. A significance level of p < 0.05 was assumed.

to:

Statistical analyses were performed using commercially available software (see Table of Materials). Normal distribution was examined using the Kolmogorov-Smirnoff test28. If a normal distribution was determined, group differences were analyzed using t-tests of independent samples29 or the Mann-Whitney U test30 for the non-parametric version. Data are presented as mean (± standard deviation). Correlations of ordinal-scale data were examined using Spearman's correlation coefficient31. A significance level of p < 0.05 was assumed. All tests were performed with exploratory intention; therefore p-values are descriptive. Nevertheless, p < 0.05 was accepted as indicative of statistical significance.

In the Representative Results, the legend for figure 1 was updated from:

Figure 1: Number of intubation attempts in group comparison. For the group that was intubated using a flexible intubation endoscope, every intubation attempt was successful; in the group that was conventionally intubated, it took an average of 1.4 attempts before the endotracheal tube could be placed correctly. Error bars show the standard deviation. Please click here to view a larger version of this figure.

to:

Figure 1: Number of intubation attempts in group comparison. For the group that was intubated using a flexible intubation endoscope, every intubation attempt was successful; in the group that was conventionally intubated, it took an average of 1.4 attempts before the endotracheal tube could be placed correctly. Error bars show the standard deviation. n = 5 (for each group). Please click here to view a larger version of this figure.

In the Representative Results, figure 2 was updated from:

Figure 2
Figure 2: Time until CO2 detection in group comparison. For the group that was intubated using a flexible intubation endoscope, it took significantly longer until end-tidal CO2 could be detected, depicted as mean and standard deviation. Please click here to view a larger version of this figure.

to:

Figure 2
Figure 2: Time until CO2 detection in group comparison. For the group that was intubated using a flexible intubation endoscope, it took significantly longer until end-tidal CO2 could be detected, depicted as mean and standard deviation. n = 5 (for each group). Please click here to view a larger version of this figure.

In the Discussion, the fifth paragraph was updated from:

The increased duration had no clinical significance in this cohort. At no time was the termination criterion-a saturation of less than 93%-reached. This is shown in the results because a procedure change was unnecessary at any time. Prior adequate mask ventilation is a critical step to allow sufficient time for fiberoptic endotracheal tube placement to avoid rapid desaturation34. These results are consistent with previous studies comparing conventional intubation and endoscopically assisted intubations with inexperienced providers35.

to:

The increased duration had no clinical significance in this cohort. At no time was the termination criterion-a saturation of less than 93%-reached. This is shown in the results because a procedure change was unnecessary at any time. Prior adequate mask ventilation is a critical step to allow sufficient time for fiberoptic endotracheal tube placement to avoid rapid desaturation34. These results are consistent with previous studies comparing conventional intubation and endoscopically assisted intubations with inexperienced providers35. We attribute the prolonged duration of fiberoptic intubation to the fact that one must first reorient again after insertion, whereas with conventional intubation, one retains a view of the glottis. It is also important to avoid contact with the mucosa with the flexible intubation endoscope during advancement. This requires occasional corrective maneuvers. Last but not least, after successful placement, retraction of the relatively long endoscope is required, which increases the time to CO2 detection slightly.

Intubação endotraqueal usando um endoscópio de intubação flexível como modelo padronizado para o manejo seguro das vias aéreas em suínos
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Mohnke, K., Riedel, J., Renz, M.,… More

Mohnke, K., Riedel, J., Renz, M., Rissel, R., Ziebart, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K., Ruemmler, R. Endotracheal Intubation Using a Flexible Intubation Endoscope as a Standardized Model for Safe Airway Management in Swine. J. Vis. Exp. (186), e63955, doi:10.3791/63955 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter