Intubazione orotracheale assistita da video nei ratti utilizzando un otoscopio a basso costo collegato a uno smartphone

Sommario

Questo protocollo descrive un metodo semplice, a basso costo e assistito da video per l'intubazione orotracheale, che consente un'intubazione rapida e guidata visivamente nei ratti adulti sotto anestesia isoflurana.

Abstract

Un'intubazione endotracheale affidabile è essenziale per procedure sperimentali nei ratti che richiedono una ventilazione controllata, in particolare durante interventi toracici e cardiovascolari. Tuttavia, la gestione delle vie aeree nei ratti rimane tecnicamente difficile a causa di vincoli anatomici e della limitata accessibilità delle tecniche di intubazione disponibili. L'obiettivo di questo protocollo è descrivere un metodo semplice e a basso costo per l'intubazione orotracheale nei ratti, utilizzando la laringoscopia diretta assistita da video, applicato con successo in una coorte di 50 ratti.

Questo protocollo utilizza un otoscopio video disponibile commercialmente con una sorgente luminosa integrata e connettività wireless per smartphone per fornire una visualizzazione in tempo reale delle vie aeree superiori. Il metodo non richiede modifiche al dispositivo né sistemi di imaging specializzati. I ratti adulti vengono anestetizzati con xilazina e isoflurano, posizionati su una piattaforma di intubazione inclinata e intubati sotto guida visiva continua tramite una guida flessibile e un tubo endotracheale. La corretta posizione del tubo è definita dall'espansione toracica bilaterale, dalla saturazione stabile di ossigeno (SpO₂) e da una forma d'onda costante di CO₂ a fine marea (capnografia). Dopo l'intubazione, la ventilazione meccanica viene avviata senza pressione positiva a fine espirazione e il volume di marea è stato fissato a 7,5 mL/kg. In questa coorte, la tecnica ha permesso un'intubazione rapida con un alto tasso di successo al primo tentativo ed è stata associata a una bassa incidenza di complicanze peri-procedurali. La visualizzazione continua può ridurre il rischio di intubazione esofagea e traumi alle vie aeree. Questi risultati supportano la fattibilità di questo approccio nelle condizioni testate, senza estrapolazione oltre questo contesto sperimentale.

Introduzione

I ratti sono ampiamente utilizzati nella ricerca sperimentale e traslazionale, e l'intubazione endotracheale può essere necessaria per procedure che richiedono una ventilazione^{controllata 1,2}. Tuttavia, l'intubazione affidabile nei ratti rimane tecnicamente difficile a causa della loro piccola cavità orale, della stretta apertura glottica e dell'angolazione anatomica delle vie ^{aeree 3,4,5}.

Sono stati proposti diversi approcci per superare questi vincoli ^6,7,8. Tra queste, le tecniche di intubazione cieca sono state perfezionate negli ultimi anni e possono migliorare i tassi di successo quando vengono utilizzate strategie di posizionamento specifiche; Tuttavia, questi metodi rimangono fortemente dipendenti dall'operatore e continuano a comportare un rischio di fallimento o effetti collaterali come spostamento esofageo o lesioni delle vie^{aeree 3}. Sono state sviluppate tecniche assistite da video per migliorare la visualizzazione della glotte e aumentare la sicurezza procedurale. Sebbene questi approcci forniscano una visualizzazione efficace delle vie aeree, spesso richiedono apparecchiature endoscopiche specializzate, monitor esterni, sistemi di anestesia per inalazione o dispositivi modificati su misura, il che può limitare l'accessibilità e l'implementazione di routine ^7,9,10.

Nonostante questi progressi, molti metodi rimangono vincolati dalla complessità tecnica, dall'invasività o dalla dipendenza da apparecchiature costose o modificate, difficili da riprodurre tra laboratori. Il principale vantaggio dell'attuale approccio è la fornitura di una visualizzazione delle vie aeree a basso costo senza la necessità di modifiche al dispositivo. Questo protocollo è destinato a laboratori che richiedono un'intubazione assistita da visualizzazione a basso costo senza accesso a sistemi endoscopici specializzati.

Il protocollo attuale descrive un metodo semplice, riproducibile e a basso costo per l'intubazione orotracheale nei ratti, utilizzando un otoscopio video disponibile commercialmente dotato di una sorgente luminosa integrata e connettività wireless per smartphone. A differenza degli approcci assistiti video descritti in precedenza, questa tecnica non richiede alcuna modifica del dispositivo (ad esempio, l'aggiunta di una lama di plastica con punta smussata realizzata da un tappo di siringa modificato da 1 mL)¹¹ ed evita la necessità di sistemi di imaging esterni (ad esempio, display basati su computer)^9,12, fornendo al contempo una visualizzazione chiara e in tempo reale dell'apertura glottica. Questo approccio, quindi, rappresenta un'alternativa accessibile ai sistemi di visualizzazione più costosi e può facilitare la gestione delle vie aeree in contesti dove non sono disponibili apparecchiature endoscopiche dedicate.

Protocollo

Tutte le procedure sugli animali sono state approvate dal Normand Ethics Committee for Animal Experimentation (CENOMEXA; autorizzazione al progetto n. 46008). Gli animali sono stati acclimatati per 9 giorni nella struttura istituzionale prima della sperimentazione, con accesso ad libitum a cibo e acqua.

1. Animali e anestesia

1. Utilizzare maschi di ratti Wistar (>12 settimane; 450–460 g). Registrare il peso corporeo, poi somministrare xilazina (5 mg/kg, intraperitoneale) per l'anestesia e buprenorfina (0,05 mg/kg, sottocutanea) per l'analgesia.
2. Inserire gli animali in una camera di inalazione e mantenere l'anestesia per 15 minuti utilizzando una miscela di aria–isoflurano al 2% (2 L/min) e ossigeno (0,4 L/min).
3. Confermare la profondità dell'anestesia in assenza di movimento spontaneo e in assenza di riflessi di astinenza negli arti anteriori, negli arti posteriori e nella coda in risposta a stimolazioni nocive.
   1. Se la sedazione è insufficiente, rimettere l'animale nella camera di induzione con isoflurano per qualche minuto in più fino a raggiungere un livello adeguato di sedazione.

2. Intubazione orotracheale

1. Posizionare il ratto in posizione supina sulla piattaforma di intubazione inclinata a 45° e mantenere una maschera di ventilazione sulle vie aeree per tutta la procedura per preservare l'ossigenazione (ossigeno 0,4 L/min) e l'anestesia (aria 0,4 L/min e isoflurano 2%) (Figura 1A-C). Fissare l'animale per gli incisivi superiori usando una fascia Velpeau (Figura 1B). Recupera l'isoflurano in eccesso usando una cartuccia con filtro di evacuazione.
2. Estendi delicatamente la lingua e introduci il video otoscopio (Figura 2) nella cavità orale per spostare la lingua lontano dal palato e verso il pavimento della bocca (Figura 3A). Avanzare l'otoscopio fino a visualizzare il palato molle (Figura 3B), poi applicare una trazione delicata per esporre le corde vocali (Figura 3C).
   1. Se le corde vocali non sono visualizzate, riposiziona la lingua applicando delicatamente trazione e spostandola verso il pavimento della bocca.
   2. Se si verifica un'intubazione esofagea, rimuovere la guida e il tubo endotracheale. Riposiziona l'animale e assicurati una chiara visualizzazione delle corde vocali applicando una trazione delicata alla lingua. Assicurati che la curvatura della guida flessibile sia orientata verso le corde vocali prima di tentare nuovamente l'intubazione.
   3. Se si verifica la desaturazione dell'ossigeno (ad esempio, la lingua appare bluastra o viola), si interrompe la procedura e si applica la maschera nasale sul muso dell'animale per ripristinare l'ossigenazione.
   4. Se i tentativi di intubazione non vanno a termine (ad esempio, dopo due tentativi) e si verifica la desaturazione, rimettere l'animale nella camera di induzione e aumentare l'apporto di ossigeno per ripristinare un'adeguata ossigenazione, mantenendo l'isoflurano per una profondità di anestesia adeguata.
3. Inserire la guida flessibile tra le corde vocali usando la sua curvatura anteriore (Figura 3D).
4. Avanzare con attenzione il tubo endotracheale sulla guida nella trachea finché non si percepisce una resistenza tattile corrispondente agli anelli tracheali (Figura 3E).
   NOTA: In questo protocollo, gli autori hanno utilizzato un tubo metallico con un diametro approssimativo di 2,8 mm, come specificato nella Tabella dei Materiali.
5. Libera il ratto dalla fascia Velpeau, rimuovi la guida, collega il tubo endotracheale al ventilatore e fissalo con nastro adesivo (Figura 4A).

3. Verifica della posizione e della ventilazione dei tubi

1. Prima dell'intubazione, imposta il volume mareale a 7,5 mL/kg.
2. Confermare l'assenza di intubazione selettiva osservando l'espansione toracica bilaterale, una forma d'onda capnografia stabile e una saturazione adeguata di ossigeno (Figura 4B,C).
3. Ventila meccanicamente l'animale.
4. Regolare la frequenza respiratoria per mantenere valori di CO₂ di fine marea tra 50 e 60 mmHg.
   1. Se la capnografia (CO₂ di fine marea) supera i 60 mmHg, si aumenta la frequenza respiratoria per riportare i valori nell'intervallo target.

4. Condizioni di monitoraggio periprocedurale degli animali

1. Monitora continuamente la saturazione di ossigeno usando un pulsossimetro. Mantenere la saturazione periferica di ossigeno (SpO₂) sopra il 95%. Se SpO₂ scende sotto questa soglia, verifica la ventilazione selettiva (endobronchiale) e il corretto posizionamento del tubo se necessario.
2. Monitorare la temperatura corporea usando una sonda termica rettale. Mantieni la temperatura corporea a 37 °C durante tutta la procedura tramite una borsa riscaldante.

Risultati

Il successo dell'intubazione è stato definito come una corretta collocazione del tubo endotracheale confermata dopo il collegamento al ventilatore tramite espansione bilaterale del torace, saturazione stabile di ossigeno (SpO₂) e una forma d'onda costante di CO₂ di fine marea.

L'intubazione orotracheale è stata eseguita da un singolo operatore per 3 mesi in una coorte consecutiva di 50 ratti adulti. Cinque animali aggiuntivi sono stati utilizzati durante una f...

Discussione

Questo studio descrive una tecnica di laringoscopia diretta assistita da video per l'intubazione orotracheale nei ratti, utilizzando un videoscopio disponibile in commercio collegato wireless a uno smartphone. In questa coorte, il metodo ha permesso l'intubazione di successo in tutti gli animali con un basso tasso di complicanze periprocedurali, nelle condizioni testate.

Diverse caratteristiche tecniche contribuirono alla performance procedurale osservata. La ...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
0.1 mL siringa per anestesia	Fischer	Non applicabile	Iniezione sottocutanea di buprenorfina
Siringa da 1 mL per anestesia	Fischer	Non applicabile	Iniezione intraperitoneale di xilazina
Ago da 22G per anestesia	TERUMO	Non applicabile	Iniezione intraperitoneale di xilazina
Supporto portatile regolabile	Amazon	Non applicabile
Camera di induzione anestetica	Temsega	Non applicabile
Ventilatore animale	Physiosuite	Non applicabile
Guida per catetere arterioso	Vygon	Non applicabile
Buprenorfina	VIRBAC	Non applicabile	0,05 mg/kg
Capnografo	Physiosuite	Non applicabile
Tubo endotracheale	INSTECH	FTSS-16S-76	Sonda di alimentazione di diametro 2,8 mm
Cerotto riscaldante	Physiosuite	Non applicabile
Camera di induzione	Temsega	Non applicabile
Isoflurano	IsoVet	Non applicabile
Vaporizzatore di isoflurano	Temsega	Non applicabile
Otoscopio Vitococo	Amazon	Otoscopio Oreille 1920P Camera
Ossimetro di saturazione	Physiosuite	Non applicabile
Sistema di recupero	F/air cartuccia filtro di evacuazione	Non applicabile
Smartphone	Samsung	Galaxy A52S
Sonda di temperatura	Physiosuite	Non applicabile
Banda Velpeau	Velpeau	Non applicabile	Benda di garza di cotone, 10 cm × 4 m (circa 120 cm utilizzata)
Maschera di ventilazione	Temsega	Non applicabile
Xilazina	VIRBAC	Non applicabile	5 mg/kg