Waiting
Elaborazione accesso...

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

Medicine

Эндотрахеальная интубация с использованием гибкого интубационного эндоскопа в качестве стандартизированной модели безопасного управления дыхательными путями у свиней

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

Использование свиней в исследованиях в последние годы возросло. Тем не менее, свиньи характеризуются сложной анатомией дыхательных путей. Демонстрируя, как выполнять эндоскопическую интубацию под эндоскопическим контролем, настоящий протокол направлен на дальнейшее повышение безопасности лабораторных животных, чтобы избежать страданий животных и ненужной смерти.

Abstract

Эндотрахеальная интубация часто является основным требованием для трансляционных исследований на моделях свиней для различных вмешательств, требующих защищенных дыхательных путей или высокого вентиляционного давления. Эндотрахеальная интубация является сложным навыком, требующим минимального количества успешных эндотрахеальных интубаций для достижения высокого уровня успеха в оптимальных условиях, что часто недостижимо для исследователей, не являющихся анестезиологами. Из-за специфической анатомии дыхательных путей свиней обычно можно предположить затрудненные дыхательные пути. Невозможность установить безопасные дыхательные пути может привести к травме, нежелательным явлениям или смерти лабораторного животного. Используя проспективный, рандомизированный, контролируемый подход к оценке, было показано, что эндотрахеальная интубация с помощью волоконно-оптического волокна занимает больше времени, но имеет более высокий уровень успеха первого прохождения, чем обычная интубация, не вызывая клинически значимого падения насыщения кислородом. Эта модель представляет собой стандартизированный режим эндоскопической эндотрахеальной интубации, обеспечивающий безопасность дыхательных путей, особенно для исследователей, не имеющих опыта в технике эндотрахеальной интубации с помощью прямой ларингоскопии. Ожидается, что эта процедура сведет к минимуму страдания животных и ненужные потери животных.

Introduction

Эндотрахеальная интубация часто является основным требованием для трансляционных исследований на моделях свиней для различных вмешательств, которые требуют защищенных дыхательных путей или высокого вентиляционного давления (например, вентиляции во время сердечно-легочной реанимации1 или острого респираторного дистресс-синдрома2) или требуют, чтобы мозговой кровоток не нарушался из-за внутреннего сжатия супраглоттическими дыхательными путями3 , которые иногда размножают в качестве альтернативы в контексте ожидаемого затрудненного проходимого дыхательного пути у свиней 4,5.

В то время как физиология легких свиней имеет сходные черты с человеческими6, обеспечение безопасности дыхательных путей иногда значительно сложнее7 из-за специфических различий в анатомии оротрахеи свиней. Морда свиньи имеет узкое отверстие с очень большим языком, гортань чрезвычайно подвижна, а надгортанник относительно большой, со свободным концом, который простирается до мягкого неба. Каудально гортань образует тупой угол с трахеей. Черпаловидные хрящи крупные8. Самая узкая часть дыхательных путей находится на подсвязочном уровне9, что сопоставимо с анатомией дыхательных путей детей10. Поскольку гортань у свиней очень подвижна, существует риск того, что конец эндотрахеальной трубки пройдет через голосовые связки, но гортань будет смещена каудально только на несколько сантиметров, что может быть ошибочно принято за правильную интубацию 8,11. Кроме того, интубация пищевода является распространенным риском при управлении дыхательными путямисвиней 12.

Частота сложных или невозможных эндотрахеальных интубаций с соответствующим негативным влиянием на эксперимент или ранней смертностью систематически не регистрировалась, но было опубликовано несколько сообщений о случаях13,14. У людей существует возможность использования гибкого интубационного эндоскопа в контексте неожиданно сложной обычной интубации15. Этой мере часто предшествуют различные ложные интубации. Эти повторные попытки интубации связаны с нежелательными явлениями у людей16,17, особенно осложнениями дыхательных путей 18. Такие события вредны для подопытных животных, поскольку в простейшем случае они представляют собой искажающую переменную в эксперименте; В худшем случае они могут привести к ненужной потере животного.

В настоящем исследовании разработана модель, основанная на рекомендациях по ожидаемому затрудненному управлению дыхательными путями у людей 15,19,20,21,22,23,24. Ранее аналогичная методика была описана для обучения волоконно-оптической интубации в исследованиях на людях25,26. Протокол, представленный в этом отчете, направлен на предоставление стандартизированной и легко адаптируемой модели интубации, которая также позволяет специалистам, не занимающимся дыхательными путями, выполнять успешную и безопасную эндотрахеальную интубацию у свиней.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Эксперименты в этом протоколе были одобрены Государственным и институциональным комитетом по уходу за животными (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Кобленц, Германия; номер одобрения G20-1-135). Эксперименты проводились в соответствии с рекомендациями ARRIVE. В целом, для настоящего исследования были использованы 10 анестезированных свиней-самцов (Sus scrofa domestica) со средним весом 30 кг ± 2 кг и возрастом 12-16 недель.

1. Подготовка животных

  1. Поддерживайте нормальную среду для животных, чтобы свести к минимуму стресс. Воздержитесь от еды за 6 часов до запланированного эксперимента, чтобы снизить риск аспирации, но обеспечьте доступ к воде.
  2. Успокаивают свиней комбинированным введением мидазолама (0,5 мг/кг) и азаперона (2-3 мг/кг) (см. Таблицу материалов) в ягодичную мышцу или шею иглой (20 г) для внутримышечного введения. Оставьте животных нетронутыми до наступления седативного эффекта (15-20 минут).
    ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от национальных правил, введение седативных средств может подвергаться тщательной проверке и может требовать или не требовать наблюдения обученного ветеринара. Проконсультируйтесь с местными властями, прежде чем планировать эксперименты.
  3. Транспортировка успокоенных животных из конюшни в лабораторию. Время транспортировки не должно превышать достаточного времени седации (в данном случае 30-60 минут). Обеспечьте достаточное удержание тепла, чтобы животное не переохладилось (т. е. ниже 38 °C), например, накрыв тело одеялом в зависимости от температуры наружного воздуха.
  4. С помощью датчика (см. Таблицу материалов), прикрепленного к уху или хвосту, контролируют периферическое насыщение кислородом (SpO2).
  5. Продезинфицируйте кожу дезинфицирующим средством (спиртовым) перед введением канюли периферической вены (22 г) в ушную вену. Распылите область, протрите один раз, затем снова распылите и дайте дезинфицирующему средству высохнуть. Закрепите ушную канюлю пластырем (см. Таблицу материалов).

2. Анестезия и искусственная вентиляция легких

  1. Вводят анальгезию путем внутривенной инъекции 4 мкг / кг фентанила. Индуцируют анестезию внутривенной инъекцией 3 мг/кг пропофола (см. Таблицу материалов).
    ПРИМЕЧАНИЕ: За счет болюсного введения препарат быстро проникает в активный компартмент, обеспечивая быстрое наступление глубокой анестезии.
  2. Положите поросенка на носилки в положении лежа на спине и зафиксируйте бинтами. Применяют миорелаксант путем внутривенной инъекции 0,5 мг/кг атракурия (см. Таблицу материалов).
  3. Мгновенно запустите неинвазивную вентиляцию легких с помощью маски для вентиляции собак (см. Таблицу материалов) или аналогичных моделей. Чтобы обеспечить плотное прилегание маски, поместите возвышение тенара и большие пальцы обеих рук поверх маски, выполняя толчок челюстью оставшимися пальцами.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Параметры вентиляции: FiO 2 (доля кислорода на вдохе) = 100%, пиковое давление на вдохе = <20 см H 2 0, частота дыхания= 18-20 вдохов / мин, PEEP (положительное давление в конце выдоха) = 5 см H2 0.
  4. Поддерживайте анестезию путем непрерывной инфузии 0,1-0,2 мг/кг/ч фентанила и 8-12 мг/кг/ч пропофола. Начните непрерывную инфузию 5 мл / кг / ч сбалансированного раствора электролита (см. Таблицу материалов). Постоянно поддерживайте достаточную глубину анестезии.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Суррогатными параметрами для этого являются отсутствие движения, отсутствие собственных дыхательных усилий после интубации и отсутствие внезапного увеличения частоты сердечных сокращений. По возможности избегайте постоянной мышечной релаксации, чтобы вызвать двигательные реакции как признак недостаточной глубины анестезии.

3. Эндотрахеальная интубация

  1. Попросите помощника встать на левую сторону головы. Попросите помощника левой рукой открыть рот и зажать язык наружу и оставить компресс. Попросите помощника надавить на правую верхнюю губу указательным пальцем правой руки, чтобы обеспечить лучшее открытие рта.
  2. Проведите прямую ларингоскопию. Для этого нужно ввести ларингоскоп (см. Таблицу материалов) в правую сторону рта и выдвинуть его вперед, одновременно отодвигая язык влево. Продвигайте кончик ларингоскопа до тех пор, пока он не упрется в эпиглоттическую валлекулу.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Надгортанник обычно скрывает голосовую щель, прилипая к мягкому небу.
  3. Осторожно отодвиньте надгортанник в сторону с помощью трубчатой направляющей проволоки (см. Таблицу материалов) легким зачерпывающим движением от правого грушевидного углубления к левому вдоль мягкого неба.
  4. Передайте рукоятку ларингоскопа помощнику, чтобы зафиксировать его в текущем положении.
  5. Теперь возьмем гибкий интубационный эндоскоп, на который уже установлена эндотрахеальная трубка и который подключен к видеомонитору. Вставьте эндоскоп перорально и продвигайте его по основанию языка до тех пор, пока голосовая щель не будет визуализирована.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Во избежание запотевания камеры рекомендуется предварительное нанесение средств против запотевания (см. Таблицу материалов).
  6. Продвиньте эндоскоп между голосовыми связками в трахею. Подтвердите анатомию трахеи, визуально определив хрящевые кольца и pars membranacea. Продвигайте эндоскоп до тех пор, пока он не окажется над килем. Старайтесь не прикасаться к чувствительной слизистой наконечником эндоскопа, чтобы избежать отека и кровотечения.
  7. Сохраняя положение эндоскопа, продвигайте эндотрахеальную трубку до тех пор, пока она не станет видна на изображении камеры.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если эндотрахеальная трубка не может быть продвинута через плоскость глотты, существует вероятность того, что она зацепилась за черпаловидный хрящ. В этом случае эндотрахеальная трубка должна быть удалена на 1 см и повернута на 90°, прежде чем снова осторожно продвинуться. При необходимости этот маневр можно повторить. Аналогичные калибры гибкого интубационного эндоскопа и эндотрахеальной трубки могут свести к минимуму риск возникновения этой проблемы. Если эндотрахеальная трубка не может быть продвинута, несмотря на этот маневр, вполне вероятно, что подсвязочная узость - самая узкая часть свиной гортани - не может быть пройдена. В этом случае необходимо выбрать эндотрахеальную трубку меньшего размера. Обычные коммерчески доступные эндотрахеальные трубки размером 6,5 см или 7,0 см должны иметь возможность проходить голосовую щель до тех пор, пока нет анатомических аномалий. Требования к размеру эндотрахеальной трубки варьируются в зависимости от размера и породы поросят.
  8. Извлеките гибкий интубационный эндоскоп, сохраняя при этом положение эндотрахеальной трубки.
  9. Используя шприц объемом 10 мл, надуйте манжету 10 мл воздуха. Контролируйте давление манжеты с помощью менеджера манжеты (целевое значение: 30 смН2О, см. Таблицу материалов).
  10. Подтвердите правильное размещение эндотрахеальной трубки и адекватную вентиляцию путем периодического и регулярного выдоха углекислого газа с помощью капнографии24 и двусторонней вентиляции с помощью аускультации15.
  11. Начинайте искусственную вентиляцию легких после подключения трубки к аппарату ИВЛ (PEEP = 5смH2O, частота дыхания = переменная для достижения CO 2 в конце выдоха <6 кПа, обычно 30-50 мин-1, FiO 2 = 0,4, I:E (отношение вдоха к выдоху) = 1:2, дыхательный объем = 6-8 мл/кг).
  12. Расширьте мониторинг (например, установка внутриартериального давления, установка центрального венозного или легочного артериального катетера27) или продолжайте вмешательство.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от вопроса о дальнейших экспериментах определите предельные значения жизненно важных параметров и вариантов вмешательства и установите соответствующий мониторинг в протоколе исследования.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Эндотрахеальная интубация проводилась 10 свиньям-самцам (возраст 12-16 недель, вес 30 кг ± 3 кг) в проспективном рандомизированном контролируемом исследовании. Свиньи были рандомизированы на две группы: одна была интубирована традиционно ларингоскопически (группа КИ), а другая группа была интубирована с помощью гибкого интубационного эндоскопа, как описано в протоколе (группа FIE). Групповое задание выполнялось путем вытягивания запечатанных конвертов. Следователь назначался случайным образом на ежедневной основе.

Исследование проводилось стажерами-анестезиологами с опытом работы в анестезии более 3 лет, глубокими знаниями в области управления дыхательными путями у людей и менее 7 месяцев опыта эндотрахеальной интубации у свиней, с медсестрой-анестезиологом, помогающей интубации и оценивающей данные (n = 2, возраст: 33 года ± 1 год, опыт эндотрахеальной интубации у людей: >1,000, оптоволоконная интубация в сознании у людей: >100).

Группа FIE прошла интубацию с помощью волоконно-оптического волокна, как описано в протоколе выше. Группа CI рассматривалась идентично группе FIE до шага 3.2 протокола. После этого было внесено следующее изменение. После введения ларингоскопа в эпиглоттическую валлекулу исследователь отодвинул надгортанник эндотрахеальной трубкой, в которую была вставлена направляющая проволока трубки, мягким движением от правого углубления грушевидной мышцы влево вдоль мягкого неба. После этого эта эндотрахеальная трубка была продвинута между голосовыми связками в трахею. Ассистент извлек направляющую проволоку, надул манжету эндотрахеальной трубки с помощью шприца объемом 10 мл и запустил искусственную вентиляцию легких.

Если сатурация падала нижеSpO2 93% или происходило неправильное положение пищевода, попытку интубации прекращали, а в течение 3 мин проводили вентиляцию легких в маске. После трех неудачных попыток практикующему пришлось изменить процедуру. Время отсчитывалось для каждого испытания с начала ларингоскопии.

Первичной конечной точкой был успех интубации с первой попытки. Вторичными конечными точками были время до интубации, измеряемое как время между началом ларингоскопии и обнаружением CO2 в аппарате искусственной вентиляции легких, необходимость изменения процедуры и оценка дыхательных путей с использованием шкалы процента раскрытия глота (POGO).

Статистический анализ проводился с использованием коммерчески доступного программного обеспечения (см. Таблицу материалов). Нормальное распределение исследовали с помощью критерия Колмогорова-Смирнова28. Если определялось нормальное распределение, групповые различия анализировались с использованием t-критериев независимых выборок29 или U-критерия Манна-Уитни30 для непараметрической версии. Данные представлены в виде среднего значения (± стандартного отклонения). Корреляции данных порядкового масштаба исследовали с помощью коэффициента корреляцииСпирмена 31. Принят уровень значимости p < 0,05. Все испытания проводились с исследовательской целью; Поэтому p-значения являются описательными. Тем не менее, p < 0,05 был принят в качестве показателя статистической значимости.

Группа FIE показала тенденцию к более высокому показателю успеха с первой попытки, чем группа CI (100% против 60%); в целом, в группе FIE потребовалось меньше попыток интубации (1,0 ± 0 против 1,4 ± 0,548, p = 0,310) (рис. 1). Ни в одном случае сатурация не опускалась ниже 93%, поэтому менять процедуру не было необходимости. Вторая попытка интубации потребовалась из-за того, что прохождение подсвязочного сужения было невозможным плавно (n = 1) и из-за неправильного положения пищевода (n = 1).

В целом, успешные попытки интубации заняли значительно больше времени в группе FIE, чем в группе CI (71,2 с ± 18,336 с против 36,8 с ± 18,472 с, p = 0,018). В целом, голосовую щель было легко визуализировать с хорошей видимостью (POGO: 77% ± 27,1%), без групповых различий (FIE 86% ± 26,077% против ДИ 68% ± 27,749%, p = 0,513). В группе традиционной интубации (ДИ) требовалось больше попыток эндотрахеальной интубации, но это не было статистически значимым (1,0 ± 0 против 1,4 ± 0,548, p = 0,310). В группе эндоскопически контролируемой интубации (FIE) потребовалось значительно больше времени для обнаружения CO 2 в аппарате искусственной вентиляции легких (71,2 с ± 18,336 с против 36,8 с ± 18,472 с, p = 0,018) (рис. 2).

Figure 1
Рисунок 1: Количество попыток интубации в групповом сравнении. Для группы, которая была интубирована с помощью гибкого интубационного эндоскопа, каждая попытка интубации была успешной; В группе, которая была традиционно интубирована, потребовалось в среднем 1,4 попытки, прежде чем эндотрахеальная трубка могла быть правильно размещена. Полосы погрешностей показывают стандартное отклонение. n = 5 (для каждой группы). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 2
Рисунок 2: Время до обнаружения CO2 в групповом сравнении. Для группы, которая была интубирована с помощью гибкого интубационного эндоскопа, потребовалось значительно больше времени, прежде чем можно было обнаружить CO2 в конце выдоха, изображенный как среднее значение и стандартное отклонение. n = 5 (для каждой группы). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

В предыдущих исследованиях наша исследовательская группа уже описывала конкретные детали, касающиеся трансляционных преимуществ моделисвиней 2,27,32,33. Как правило, снижение уровня стресса животного и ненужной боли должно быть неотъемлемой частью любого протокола исследования и имеет первостепенное значение для получения надежно воспроизводимых данных. Таким образом, эндоскопическая интубация свиньи в бодрствующем состоянии с ожидаемым затруднением проходимости дыхательных путей не является вариантом.

Следует отметить, что индуцирование и поддержание анестезии на крупных моделях животных должно выполняться только специально обученным персоналом или под его непосредственным наблюдением. Несоблюдение этого правила при планировании и проведении таких экспериментов может привести к соответствующей травме, боли, стрессу, беспокойству или смерти животного. Правильное положение свиньи необходимо для обеспечения достаточной вентиляции, адекватной ларингоскопии и успешной интубации. Положение лежа на спине облегчает доступ к представленному протоколу управления дыхательными путями и позволяет при необходимости использовать последующие приборы без изменения положения животного8.

Несмотря на то, что необходимо избегать нескольких попыток интубации, крайне важно возобновить вентиляцию в маске в случае неудачной попытки интубации. Рекомендуется прекратить попытку интубации, когда насыщение кислородом снижается ниже 93%. Предоксигенация через вентиляцию маски должна выполняться, как описано выше, чтобы обеспечить достаточный запас кислорода.

Чтобы эндотрахеальная трубка как можно мягче продвигалась мимо глоттического отверстия, следует избегать чрезмерного скачка калибра между эндоскопом и трубкой. В противном случае существует более высокий риск зацепиться за крупные черпаловидные хрящи8. Гибкая интубация с помощью эндотрахеи с помощью эндоскопа занимает значительно больше времени, но имеет более высокий уровень успеха с первой попытки. Авторы связывают отсутствие статистической значимости успешности при первой попытке интубации с малым числом случаев. По опыту авторов, ложные интубации являются распространенным риском, особенно если интубацию проводят неанестезиологи во время обучения (например, докторанты). Интубация пищевода, которая произошла один раз в представленном здесь исследовательском коллективе, стала возможной благодаря тому, что эндотрахеальная трубка полностью закрывала глазную щель при прямой ларингоскопии из-за относительной узости дыхательных путей после введения в поле зрения. В обеих первоначально неудачных попытках интубатор смог создать лучшие условия интубации, изменив положение ларингоскопа.

Увеличение продолжительности не имело клинического значения в этой когорте. Ни разу не был достигнут критерий прекращения - насыщение менее 93%. Это видно по результатам, потому что изменение процедуры было ненужным в любое время. Предварительная адекватная вентиляция в маске является критическим шагом, позволяющим обеспечить достаточное время для установки волоконно-оптической эндотрахеальной трубки, чтобы избежать быстрой десатурации34. Эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями, сравнивающими традиционную интубацию и эндоскопическую интубацию с неопытными врачами35. Мы связываем длительную продолжительность волоконно-оптической интубации с тем фактом, что после введения необходимо сначала снова переориентироваться, тогда как при обычной интубации сохраняется вид голосовой щели. Также важно избегать контакта со слизистой оболочкой с помощью гибкого интубационного эндоскопа во время продвижения. Это требует периодических корректирующих маневров. И последнее, но не менее важное: после успешного размещения требуется ретракция относительно длинного эндоскопа, что немного увеличивает время обнаружения CO2 .

Ограниченность представленных результатов заключается в том, что участники, проводившие исследование, были анестезиологами с высоким уровнем знаний в области дыхательных путей. Что касается репрезентативных результатов, мы выбрали этот исследовательский коллектив в качестве исследователей, чтобы предотвратить смешение переменных с помощью эффектов обучения36. У людей требуется более 50 успешных эндотрахеальных интубаций для достижения показателя успеха более 90%37. Эти цифры обычно невыполнимы для неанестезиологов.

По сравнению с людьми, свиньи, вероятно, имеют затрудненные дыхательные пути 7,8,9. Еще более высокую частоту отказов, чем в этих результатах, можно ожидать для неанестезиологов. По сравнению с кривой обучения эндотрахеальной интубации у людей, обучаемость гибкой эндоскопической интубации у свиней кажется более доступной35. Он также имеет преимущество по сравнению с обычной ларингоскопией, заключающийся в том, что супервизор может немедленно распознать неудачу интубации, если используется видеомонитор. Поэтому рекомендуется использовать монитор высокого разрешения, подключенный к гибкому интубационному эндоскопу, особенно при первом использовании этой техники. Это значительно облегчает супервизию и увеличивает эффект обучения для человека, выполняющего ее, поскольку супервизор может модерировать технику, не беря на себя задачу. В случае интубации пищевода, наиболее распространенного осложнения12, проблема часто становится очевидной только после вентиляции желудка через отсутствующую кривую капнографии, поскольку аускультация может быть ложноположительной38. Вздутие живота, в свою очередь, имеет недостаток у людей, заключающийся в том, что в результате снижается функциональная остаточная способность, и последующие попытки интубации могут привести к более быстрому падению сатурации39.

По опыту авторов, адекватная масочная вентиляция легко осуществима у свиней. Тем не менее, частота нежелательных явлений значительно увеличивается после нескольких неудачных попыток16, а также сама эндотрахеальная интубация становится все более сложной после нескольких попыток40. В отличие от людей, альтернативное управление дыхательными путями с использованием внеглоттических устройств для дыхательных путей или возврат к спонтанному дыханию15 нецелесообразно в зависимости от дизайна исследования. Поэтому всегда следует стремиться к наименьшему количеству попыток эндотрахеальной интубации для обеспечения безопасности дыхательных путей.

В отличие от довольно сложной обучаемости, рассматривающей обычную эндотрахеальную интубацию, эндотрахеальная интубация с использованием гибкого интубационного эндоскопа ошибочно считается трудной для изучения41. Насколько известно авторам, кривая обучения эндотрахеальной интубации с использованием гибкого интубационного эндоскопа с помощью ларингоскопа у анестезированных пациентов никогда систематически не исследовалась. Johnson et al.42 показали в систематических исследованиях, что 10 эндотрахеальных интубаций под эндоскопическим контролем в сознании достаточно для выполнения безопасной, удовлетворительной интубационной эндоскопии у людей. Однако это относится к бодрствующим пациентам, дышащим спонтанно, которые приносят свои уровни затруднения (адекватный седативный эффект, выраженные позывы к кашлю, опухолевые изменения в верхних дыхательных путях и т. д.). Кук и др.36 пришли к аналогичному выводу. При отсутствии этих отягчающих обстоятельств ожидается еще более крутая кривая обучения у анестезированных свиней без других соответствующих патологий дыхательных путей. Кривая обучения у людей заметно сглаживается с пятой интубации (Cook et al.36, Johnson et al.42). Это гораздо более крутая кривая обучения, чем при обычной интубации.

Ruemmler et al.35 смогли показать, что эндоскопическая эндотрахеальная интубация является процедурой, которую относительно легко выполнить для начинающих под руководством после короткого введения. Новички были даже быстрее в эндоскопическом эндотрахеальном интубировании, чем анестезиологи в исследовании, представленном здесь. Во всех случаях новичкам удавалось самостоятельно обезопасить дыхательные пути, в то время как в 13% случаев им потребовалась помощь при обычной эндотрахеальной интубации. Таким образом, гибкая эндотрахеальная интубация с помощью эндоскопа представляет собой безопасную альтернативу обычной эндотрахеальной интубации, которая значительно менее инвазивна, чем, например, чрескожная трахеотомия со спонтанным дыханием, которая была представлена в предыдущих исследованиях43. Поскольку возможности адекватного применения кислорода при спонтанном дыхании невелики из-за ограниченной комплаентности у свиней, авторы этого отчета считают, что эндоскопически ассистированная эндотрахеальная интубация является наиболее безопасным вариантом альтернативного управления дыхательными путями у свиней, если требуется эндотрахеальная трубка. Хотя не каждая исследовательская группа может иметь доступ к гибким интубационным эндоскопам или возможность их использования, те, которые это делают, могут обеспечить большую безопасность животных. Например, экономические проблемы, связанные с приобретением одноразовых гибких интубационных эндоскопов, обычно перевешиваются предотвращением потерь животных во время текущего испытания и возможностью их повторного использования во время нескольких испытаний.

Этот экспериментальный протокол обеспечивает стандартизированную процедуру эндоскопической эндотрахеальной интубации у свиней. Эта настройка обеспечивает безопасное управление дыхательными путями для различных экспериментов, требующих эндотрахеальной интубации. Это может помочь уменьшить страдания животных и вероятность ненужных потерь.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Гибкий интубационный эндоскоп и его аксессуары были безоговорочно предоставлены производителем только в исследовательских целях. Авторы заявляют об отсутствии дальнейших финансовых или иных конфликтов интересов.

Acknowledgments

Авторы благодарят Дагмар Дирвонскис за отличную техническую поддержку.

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

Медицина выпуск 186 Управление дыхательными путями свинья животная модель эндотрахеальная интубация волоконно-оптическая

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.

Эндотрахеальная интубация с использованием гибкого интубационного эндоскопа в качестве стандартизированной модели безопасного управления дыхательными путями у свиней
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