Summary
Målet med denna publikation är att visa den potentiella tillämpningen av en ny anordning med hjälp av simulerade fasta organskador i en svinmodell.
Abstract
Fast organ (lever, mjälte och njure) blödning är ofta livshotande och kan vara svårt att sluta i kritiskt sjuka patienter. Traditionella tekniker för att arrestera denna pågående blödning inkluderar koagulation av högspänning elektrokauteri, aktuell hemostatisk tillämpning och leverans av antändas argon gas. Målet med denna studie/video var att visa effekten av en ny energianordning för att stoppa ihållande fast organblödning. Ett nytt instrument som använder bipolär radiofrekvens (RF) energi som verkar för att antända / koka droppande saltlösning från ett enkelt handstycke används för att stoppa pågående blödning från fasta organskador i en svinmodell. Detta instrument extrapoleras från erfarenhet inom valbara leverresektioner. En eskalerande serie skador på fasta organ inom en svinmodell kommer att skapas. Detta kommer att följas av att arrestera blödning med denna nya energi enhet i följd. En standardsuganordning kommer också att användas. Denna enkla saltlösning/RF energiinstrument har potential att stoppa pågående fasta organ yta / capsular blödning, samt måttlig blödning i samband med djupa skärsår.
Introduction
Okontrollerad blödning på grund av solid organskada är fortfarande en ledande orsak till sjuklighet och dödlighet i både trubbigt och genomträngande trauma1. Med tillkomsten av effektiva strategier för återupplivning av skador fortsätter andelen icke-operativ hantering för buktrauma att öka2. Som ett resultat, patienter som kräver operativa förvaltning har allt mer komplexa skador och tillhörande fysiologiska derangement. Hos dessa patienter är tidig kontroll av blödning en viktig del av effektiv skadekontroll återupplivning och önskvärda resultat.
Kirurgiska förvaltningen av solida organ skador är fortfarande en viktig kompetens för trauma, akut vård och allmänna kirurger. En mängd olika kirurgiska tekniker och hemostatiska komplement för dessa skador har beskrivits3. Traditionella tekniker för behandling av fasta organ blödning inkluderar koagulation av högspänning elektrokautery, tillämpning av aktuella hemostatiska medel, sutured reparationer och partiell eller totalt organ excision. Argon balk koagulering har också beskrivits4. Medan var och en av dessa tekniker har en roll i att uppnå hemostas, ingen är allmänt tillämplig eller framgångsrik.
Många nya verktyg och hemostatiska terapier har beskrivits i den valbara kirurgiska inställningen. Detta gäller särskilt i sfären av hepatobiliary kirurgi5. Som förtrogenhet med dessa verktyg ökar, många av dem har också visat löfte i kirurgisk hantering av traumatiska skador. En sådan anordning använder en kombination av antändes saltlösning och bipolär radiofrekvens energi för att arrestera blödning. Dessutom, Den har förmågan att samtidigt täta små till medelstora gallgångarna i levern6. Den positiva erfarenheten av detta verktyg vid hantering av fasta organskador har beskrivits tidigare6,,7,,8.
Målet med denna publikation är att visa den potentiella tillämpningen av denna nya enhet med hjälp av simulerade fasta organskador i en svinmodell.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Förfaranden som involverar djurförsök har godkänts av Animal Care Kommittén vid University of Calgary och följa de riktlinjer som fastställts av den kanadensiska rådet för djurvård. Kommittén ser till att studien är etisk och att djuren behandlas humant.
1. Modell Beredning
- Hus 50 kg vuxna handjur i ett djur vårdinrättning i 1 vecka före operationen för att acklimatisera djuret till boendeförhållanden och hanterare. Snabb modellen i minst 6 timmar före initiering av anestesi.
- Bedöva modellen med hjälp av en intramuskulär injektion av ketamin (33 mg/kg), atropin (0,04 mg/kg) och buprenorfin (0,05 mg/kg) samt inhalerad isofluran (5%)9.
- Flytta modellen i ryggläge och spraya stämbanden med lidokain (1%) för att förhindra laryngospasm. Utför direkt endotracheal intubation med en 6,5 Fr manschetten endotracheal röret. Bekräfta den korrekta positionen för endotrakealröret med kapnografi.
- Sätt in en 18G IV i marginalörnindet och påbörja en infusion av Ringers laktat med en hastighet av 200 ml/h. Applicera en intetsägande salva på modellens ögon för att förhindra torrhet under narkos.
- Övervaka modellens puls och syremättnad med hjälp av en pulsoximeter som appliceras på modellens svans. Ventilera modellen mellan 14 - 16 andetag/min med en mekanisk ventilator och en tidvattenvolym på 5 - 10 ml/kg. Upprätthålla en tillräcklig anestesi genom att rikta en minimal alveolarkoncentration (MAC) av isofluran mellan 2 till 2,5.
- Före inledandet av kirurgi, bekräfta adekvat djup av anestesi genom att testa smärta reflexer med en bakben tå nypa. Omvärdera smärtreflexer med jämna mellanrum under hela operationen.
2. Beredning av enheten
- Förbered den antända saltlösningen/bipolär radiofrekvent (SBRF; Figur 1) enligt tillverkarens specifikationer.
- Öppna handstycket (6.0 bipolär tätningsspets) och anslut det till generatorn.
- Ställ in inställningen för saltlösningsflöde till Låg. Använd 0,9% saltlösning för en maximal energiledning.
- Ställ in 160 W.
3. Kirurgi: Laparotomy
- Utför en lång öppen mittlinje laparotomy snitt med hjälp av en #10 skalpell sträcker sig från xiphisternum till pubis och passerar genom alla lager av bukväggen.
- Upprätta en tillräcklig exponering av de fasta organ av intresse(t.ex.,lever, mjälte, njure), mobilisera andra strukturer, och sätt in ett upprullningsdon vid behov.
OBS: För enkelheten, levern kommer att kallas solid organ av intresse för resten av detta protokoll. Detta protokoll kommer också att omfatta att skapa skador av liknande kvalitet inom njure och mjälte.
4. Kirurgi: Simulerad solid organskada
OBS: De skador som beskrivs nedan utgör en försämrad hierarki av skador. Skadorna skapas av en expert trauma kirurg och hemostas kommer att erhållas av en annan kirurg.
- Använd en #10 skalpell blad, tillämpa en slipande (fram och tillbaka) kraft till leverkapseln för att inducera capsular blödning. Skadan ska vara ytlig (dvs.1 - 2 mm) och 2 cm2 i storlek. Skadans storlek kan sedan ökas i steg om 1 cm2 efter operatörens gottfinnande.
- Skapa fasta organ lacerations av ökande svårighetsgrad med hjälp av direkt tillämpning av en skalpell. Längden på lacerationen kan sträcka sig från 5 cm till hela orgelns längd. Skärspetsdjup bör vara 1 cm och sedan ökas i steg om 1 cm efter operatörens gottfinnande.
- Skapa genomträngande skador med en trubbig enhet som en Kelly klämma med hjälp av en stickande rörelse. Dessa kan vara av partiell tjocklek(dvs.50% av organet) eller av full tjocklek(dvs.passerar helt genom organet).
5. Hemostas
- Tryck på handstyckets knapp, initiera det samtidiga flödet av saltlösning och leverans av bipolär radiofrekvensenergi. Saltlösningen kokar på appliceringsstället.
- Applicera enhetens spets direkt på leverns råa yta, på ytliga blödningsområden eller inom defekter i levern själv. Hugg inte organet med sluteffektoren.
- Applicera samtidig sug från en vanlig kirurgisk sucker som behövs för att leverera den uppvärmda koksaltlösning och energi direkt till de områden av pågående blödning. Detta hjälper också visualisera den exakta platsen för den pågående blödningen.
- Värm vävnaderna till ca 100 °C (termisk koagulation utan signifikant förkolning) med en mild fram och tillbaka rörelse. En auditiv "pop" kommer att ske efter 3 - 5 s och betyder att brännskadan är klar. Användaren kan sedan flytta instrumentet på ett organiserat sätt till nästa riktade webbplats.
- Vid behov, applicera exakt riktad högspänningselektrofat i samband med applicering av SBRF och suganordningar för att erhålla hemostas. Detta kan krävas för den största och mest kraftfulla blödning.
6. Tätning Små till medelstora gallgångarna
- Med samma metod som beskrivs ovan, applicera instrumentspetsen över den skurna/skadade kanten av leverparenkymen för att täta små till medelstora gallgångarna.
7. Modell Dödshjälp
- Vid slutförandet av experimentet, avliva den sövda modellen via exsanguination enligt institutionens Animal Care Guidelines.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
SBRF-enheten som beskrivs häri ger effektiv hemostas för en mängd olika fasta organskador. Effekten av SBRF-enheten i en svinmodell har beskrivits tidigare8. Resultaten av denna studie publiceras här med tillstånd från författarna.
Med hjälp av en svinmodell applicerades skador av ökande svårighetsgrad på fyra separata modeller. Skadorna beskrevs som ytan decapsulation, ytliga laceration, djupa laceration, genomträngande "genom och genom" missil banor, och fullständig transection. Effektiv hemostas fastställdes av fem operativa kirurger samt en noggrann video granskning av en separat grupp av två kirurger. Oavsett skadans allvarlighetsgrad, SBRF enheten bestämdes vara effektiva för att uppnå hemostas av de operativa kirurgerna i 99% av skadorna, och av video översyn kirurger i 97% av skadorna. Dessutom, till stor del på grund av den enkla designen, de operativa kirurger som deltar i den inledande studien fann också enheten mycket lätt att använda8.
Djupet av vävnadsinträngningen av SBRF-enheten fastställdes också i den tidigare svinstudien8. Vävnadsinträngningen varierade mellan målorgan (tabell 1). Noterbart är att ingen vävnad koagulering observerades när sämre vena cava var riktade. Detta beror sannolikt på kylflänsen effekten från betydande blodflödet och ytterligare stöder säkerheten för enhetens användning runt stora vaskulära strukturer.
Figur 1: Saltlösning/bipolär radiofrekvens (SBRF) energianordning. (A) Denna panel visar SBRF enhetens handstycke med enknappsdesign. (B)Denna panel visar SBRF:s 6,0 trubbiga bipolära tätningsspets. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Målorgan | Djup vävnadsinträngning (mm) |
| Lever | 2.7 |
| Mjälte | 2.5 |
| Njure | 3 |
| Bukväggen | 2.4 |
| Lung | 1.1 |
| Hjärtat | 1.3 |
| Sämre vena cava | 0 |
Tabell 1: Vävnadsinträngning av målorgan. Denna tabell har ändrats från Ball et al8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den snabba och effektiva kontrollen av blödning är en viktig del av modern skadekontrollåterupplivning10. En mängd olika operativa och konjunktiva tekniker finns tillgängliga för att gripa blödning i en solid organskada3. Ingen av dessa tekniker har visat sig vara allmänt tillämpliga eller framgångsrika i att uppnå hemostas. Den första upplevelsen med SBRF-enheten som beskrivs här har varit positiv6,,7,8. Denna enhet är ett värdefullt komplement för att uppnå snabba och effektiva hemostas i komplexa fasta organskador.
I det nuvarande protokollet användes en svinmodell för att simulera traumatiska fasta organskador. På så sätt visas egenskaperna hos studiens enhet i en high-fidelity-inställning. Svinmodeller har tidigare visat sig vara en effektiv modell för likvärdiga sjukdomar hos människor, särskilt inom kirurgisk utbildning ochsimulering 11.
Detta protokoll har en anmärkningsvärd begränsning. De simulerade skadorna skapas i en svinmodell som sövs under standardiserade förhållanden. Även om de simulerade skadorna är relativt realistiska, skapas de isolerat till modellens fysiologiska tillstånd. Som ett resultat är modellen inte nödvändigtvis utsätts för akut koagulopati och andra fysiologiska derangements som normalt påverkar resultat i traumatiskt skadade patienter.
Trots denna begränsning har den mänskliga patienten erfarenhet med enheten i fast organ blödning varit mycket uppmuntrande6,7. SBRF-enheten är enkel att använda och har visat effektiv hemostas i en mycket utvald grupp av traumapatienter med utmanande fasta organskador. SBRF-enheten tillåter också samtidig hemostas och tätning av små och medelstora gallgångarna i levern.
Vår kännedom om har det inte förekommit några rapporter om kortsiktiga eller långsiktiga komplikationer relaterade direkt till användning av en SBRF-enhet hos traumapatienter eller under dess användning i elektiv kirurgi. Eftersom enheten fungerar vid en relativt låg driftstemperatur(t.ex.100°C) finns det mindre risk för skador på oskyldiga kärlstrukturer i rörelsestället i det operativa fältet. Till exempel verkar det inte finnas någon eller mycket begränsad risk för strukturer som sämre vena cava och portalvenen på grund av den starka kylflänsen som skapas av det höga blodflödet genom dessa strukturer. Eftersom användningen av och erfarenheten med SBRF enheten ökar, dess användare måste förbli uppmärksam för eventuella komplikationer.
Skadekontroll laparotomy är associerad med betydande potentiella sjuklighet och dödlighet11,12. Detta gäller särskilt vid hantering av komplexa fasta organskador. Besitter en mångsidig enhet för effektiv primära hemostas i dessa komplexa skador kan leda till en minskning av behovet av tillfällig buken stängning och dess inneboende risker. Det är också ett utmärkt instrument för kirurger som måste sluta pågående blödning i dessa utmanande områden, men inte nödvändigtvis har tröst i antingen intraorgan anatomi eller anatomiska regionen av skadan.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Författarna har inga erkännanden.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aquamantys pump generator | Medtronic | 40-402-1 | |
| Aquamantys 6.0 bipolar sealer | Medtronic | 23-112-1 | |
| Electrosurgical pencil with tip | Megadyne | 0039 | |
| Porcine animal | |||
| Porcine ventilator/induction and anesthetic medications | |||
| 2 x 1 liter bags of 0.9% normal saline | |||
| 2 x scalpels (#10) | |||
| Belfour abdominal retractor | |||
| Suction tubing | |||
| Suction tip | |||
| Suction device/wall connector | |||
| Suction canister | |||
| Debakey forceps | |||
| Metz scissors | |||
| Curved Mayo scissors | |||
| Closing suture (1-0 Nylon) | |||
| 20 x Laparotomy sponges | |||
| 2 x Kelley clamps | |||
| 2 x snap clamps |
References
- Kauvar, D. S., Lefering, R., Wade, C. E. Impact of hemorrhage on trauma outcome: an overview of epidemiology, clinical presentations, and therapeutic considerations. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 60 (6), S3-S11 (2006).
- Shrestha, B., et al. Damage-control resuscitation increases successful nonoperative management rates and survival after severe blunt liver injury. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 78 (2), 336-341 (2015).
- Kozar, R. A., et al. Trauma Association/critical decisions in trauma: operative management of adult blunt hepatic trauma. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 71 (1), 1-5 (2011).
- Peitzman, A. B., Richardson, J. D. Surgical treatment of injuries to the solid abdominal organs: a 50-year perspective from the Journal of Trauma. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 69 (5), 1011-1021 (2010).
- Aloia, T. A., Zorzi, D., Abdalla, E. K., Vauthey, J. N. Two-surgeon technique for hepatic parenchymal transection of the noncirrhotic liver using saline-linked cautery and ultrasonic dissection. Annals of surgery. 242 (2), 172-177 (2005).
- Ball, C. G. Use of a novel energy technology for arresting ongoing liver surface and laceration hemorrhage. Canadian Journal of Surgery. 57 (4), E146 (2014).
- Ball, C. G., et al. Use of a novel saline/bipolar radiofrequency energy instrument as an adjunct for arresting ongoing solid organ surface and laceration bleeding in critically injured patients. Injury. 47 (9), 1996-1999 (2016).
- Ball, C. G., et al. The efficacy of a novel saline/bipolar radiofrequency energy instrument for arresting ongoing solid and non-solid organ hemorrhage in a swine model. Injury. 47 (12), 2706-2708 (2016).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Best practices for performing experimental surgery in swine. Journal of Investigative Surgery. 26 (2), 63-71 (2013).
- Cantle, P. M., Roberts, D. J., Holcomb, J. B. Damage Control Resuscitation Across the Phases of Major Injury Care. Current Trauma Reports. 3 (3), 238-248 (2017).
- Gaarder, C., Naess, P. A., Buanes, T., Pillgram-Larsen, J. Advanced surgical trauma care training with a live porcine model. Injury. 36 (6), 718-724 (2005).
- Harvin, J. A., et al. Control the damage: morbidity and mortality after emergent trauma laparotomy. The American Journal of Surgery. 212 (1), 34-39 (2016).
